Materia Condensata (6 crediti, CFU/ECTS)

1) Programma / Syllabus
Strutture cristalline, reticoli di Bravais, gruppi spaziali - Diffrazione e solidi cristallini, fattore di struttura - Simmetrie e operazioni di simmetria nei solidi - Basi della teoria dei gruppi - Gruppi per il sistema cubico, rappresentazioni irriducibili -  Approssimazione di Born-Oppenheimer - Vibrazioni reticolari, vibrazioni nel continuo, fononi - Metodi sperimentali per l’osservazione dei fononi - Calore specifico nei solidi (modelli di Einstein, Debye, densità degli stati) - Stati elettronici e autovalori di molecole poliatomiche e cicliche, il benzene - Elettroni nei solidi, teorema di Bloch - Bande elettroniche - Elementi di teoria di calcoli a bande - Metodo del “tight-binding” - Applicazione delle simmetrie alle proprietà elettroniche di sistemi solidi cristallini esemplari tridimensionali (struttura a bande di semiconduttori del gruppo IV, semiconduttori composti III-V, grafite e grafene, metalli semplici, metalli di transizione, sistemi lineari, ecc.) - Interazione campo elettromagnetico-materia - Funzione dielettrica, proprietà ottiche di sistemi esemplari - Eccitoni, polaritoni -  Equazione di Boltzmann - Semiconduttori intrinseci ed estrinseci (drogati), concetto di lacuna - Dipendenza da T del numero dei portatori - Fisica della giunzione p-n ed applicazioni ai dispositivi.

Crystal structures, Bravais lattices, space groups - Diffraction from crystals, structure factor - Symmetries and symmetry operations in solids - Fundamentals of group theory - Cubic symmetry, irreducible representations - Born-Oppenheimer approximation - Lattice vibrations, vibrations in the continuum limit, phonons - Experimental methods for the measurement of phonons - Specific heat (Einstein and Debye models, density of states) – Electronic states and eigenvalues of polyatomic and cyclic molecules, benzene - Electrons in solids, Bloch theorem - Electronic bands - Fundamentals of band structure calculation - The tight-binding method  - Symmetry and electronic properties and bands of relevant crystalline systems (band structure of group IV semiconductors, III-V compounds, graphite and graphene, simple metals, transition metals, linear systems etc.) - Electromagnetic field-matter interaction - Dielectric function, optical properties of exemplary systems - Excitons, polaritons - Boltzmann equation - Intrinsic and extrinsic (doped) semiconductors - T dependence of the number of charge carriers - Physics of the p-n junction and applications to devices.

2) Riferimenti bibliografici / References
- N.W. Ashcroft, N.D, Mermin, “Solid State Physics”, Holt-Saunders Int. Ed. 1981. Chapters 1-11, 15, 16, 19, 22-24, 28-29.
- C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008. Chapters 1-9, 14.
- F. Bassani, G. Pastori-Parravicini, “Electronic States and Optical Transitions in Solids”, Pergamon Press, 1975. Chapters 1-5.
- B.H. Bransden and C.J. Joachain, “Physics of Atoms and Molecules”, Prentice Hall, 2003. Chapt. 10.
- further lectures: F. Bassani, U.M. Grassano, “Fisica dello Stato Solido”, Bollati Boringhieri, 2000, Chapters 1-8, 12, 13; or any other Solid State Physics book.

3) Modalità di esame / Examination
Esame scritto e orale / Written and oral examination.

4) Date degli appelli / Examination dates
Date pubblicate sul sito ufficiale Infostud dell'Università / Dates published in the Infostud official web site of the University 
https://stud.infostud.uniroma1.it/Sest/Log/Corpo.html