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UE4 - Introduction à la physique du solide

UE4 - Introduction à la physique du solide

En pratique :

Volume horaire de cours : 17
Volume horaire global de TD : 17
Langue principale : français
Nombre de crédits européens : 4

Description du contenu de l'enseignement

·Cours : Ce cours sera divisé en 3 parties :
- structure de la matière : Différents états de la matière, liaisons chimiques et structures cristallines de base (isolant NaCl, métaux, semi-conducteurs), modèle idéal du cristal parfait périodique (son réseau et son motif), symétrie d'orientation, notion de groupe d'espace. Introduction aux techniques de diffraction : réseau réciproque, facteur de structure, zone de Brillouin. Comment décrire la structure cristalline à partir de la diffraction.
- propriétés électroniques : rappel sur le modèle de Drude, introduction au théorème de Bloch en lien avec la périodicité et introduction à la théorie des bandes dans les solides, dispersion dans la zone de Brillouin, description des propriétés des isolants, métaux et semi conducteur et du lien avec leur structure, modèle de l’électron libre (Sommerfeld) en lien avec la physique statistique.
- vibrations : vibration d'une chaine linéaire 1D à 1 ou 2 atomes par maille, phonons acoustiques et optiques, dispersion dans la zone de Brillouin, vitesse du son, propriétés thermiques. Modèle d'Einstein ou de Debye.

·Travaux dirigés : les TDs permettrons aux étudiants d'appliquer et d'approfondir les connaissances vues en cours.

·Formation à distance : la compréhension de la structure et la symétrie des matériaux nécessite de manipuler avec aisance les notions de structure cristalline et de symétrie. La FOAD permettra aux étudiants d'acquérir ces compétences de manière autonome à l’aide des notions introduites en cours et qui nécessitent une pratique importante.

·Travaux pratiques : certaines parties du cours seront illustrées dans l'UE Applications de la physique 4


Compétences à acquérir

Objectifs : Le cours Introduction à la physique du solide a deux objectifs : introduire les bases de description et d’analyse de la structure et la symétrie de la matière d’une part et de faire le lien entre cette structure microscopique des solides et leurs propriétés électroniques et dynamiques d’autre part.

Compétences acquises : connaissance des différents états de la matière, description de sa symétrie et analyse de la structure cristalline par des méthodes de diffraction (rayons X…), notions de bases sur la relation entre la structure et les propriétés des matériaux, origine microscopique des propriétés électroniques et dynamiques des solides.
 


Modalités pédagogiques

  • à distance
  • en présence

Discipline

Physique du solide


Pré-requis

Profils attendus

U.E. de Physique du L1 SPM et du L2 parcours Physique, Chimie ou Physique Chimie.