Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 51 Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Linguas de uso Castelán, Galego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Departamento externo vinculado ás titulacións
Áreas: Área externa M.U en Investigación Química e Química Industrial
Centro Facultade de Química
Convocatoria: Primeiro semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
- Comprender os aspectos fundamentais da teoría de sólidos, no relacionado coa estrutura electrónica e a rede cristalina.
- Utilizar as relacións existentes entre os aspectos fundamentais da teoría e das distintas propiedades electrónicas e da rede observadas experimentalmente.
- Comprender a influencia da *dimensionalidad do sistema sobre devanditas propiedades.
TEMA 1. Modelos clásicos e cuánticos de electróns libres: o modelo de Drude e o modelo de Sommerfeld. Efecto do potencial periódico da rede nas propiedades do gas de electróns.
Neste primeiro tema introdúcense as aproximaciones para obter a conductividad eléctrica, térmica e o efecto Hall nun gas de electróns libres. A continuación descríbese o efecto da cuantización da enerxía e o principio de exclusión de Pauli sobre a estatística electrónica e as propiedades do modelo de electróns libres: o modelo de Sommerfeld. A calor específica, e a conductividad eléctrica. Descríbense os inconvenientes dos modelos de electróns libres e a necesidade de ter en conta a interacción dos electróns co potencial periódico da rede cristalina para describir sistemas reais.
A continuación explícanse as zonas de Brillouin, o teorema de Bloch e formúlase unha teoría de bandas para electróns libres. Densidad de estados electrónicos.
Para rematar demóstrase como a aparición de gaps de enerxía prohibida nas bandas de estados electrónicos son unha consecuencia da interacción con ese potencial periódico.
TEMA 2. Cuantización da energia de rede: fonones
Neste tema explícase a cuantización da enerxía de rede e calcúlase a relación de dispersión para unha rede monoatómica unidimensional na aproximación do oscilador armónico (velocidade do son e conductividad térmica).
Introdúcese o efecto de romper a simetría (dous átomos distintos, máis dunha dimensión, etc) sobre a relación de dispersión: modos ópticos e acústicos.
Introdúcese o modelo de Debye para a conductividad térmica e a expansión térmica.
TEMA 3. Técnicas experimentais na determinación de propiedades de transporte eléctrico e térmico.
Explicaranse os aspectos fundamentais das principais técnicas experimentais na determinación de propiedades de transporte eléctrico e térmico en sólidos: conductividad eléctrica, conductividad térmica, poder termoeléctrico e efecto Hall.
TEMA 4. Fenómenos cooperativos en aislantes: Ferroelectricidad e Magnetismo localizado.
Introdúcense os fenómenos de polarización e o concepto de constante dieléctrica. Farase un tratamento xeral deste fenómeno para que os estudantes comprendan a relación no tratamento de fenómenos similares como a susceptibilidad magnética.
Ecuación de Claussius- Mossotti e ecuación de Debye ( dipolos inducidos e permanentes).
Orixe dos materiais ferroeléctricos e o seu fenomenología. Efecto do tamaño do sistema sobre a ferroelectricidad.
A orixe do momento magnético e os distintos tipos de resposta a un campo aplicado. A función de Brillouin.
Interacción de intercambio e a orixe da magnetización espontánea: Ferromagnetismo.
Efecto da enerxía magnetostática sobre a enerxía total do sistema e a formación de dominios magnéticos. Sistemas monodominio e fenomenología de sistemas magnéticos nanoestructurados.
TEMA 5. Propiedades ópticas de materiais: aspectos xerais. Propiedades ópticas de metais e semiconductores.
Plasmones: excitacións do gas de electróns libres. Cálculo da frecuencia de resonancia de plasma nun metal. Plasmones masivos, superificiales e localizados. Teoría de Mie e teoría de Gans. Métodos numéricos. Efecto da redución da dimensionalidad sobre as propiedades ópticas. Band gaps directos e indirectos. Excitones. Puntos cuánticos ( nanopartículas) etc.
- Elliot, S. R., "The Physics and Chemistry of Solids", Chichester : John Wiley & Sons, 1998, ISBN : 0-471-98195-8 (pbk.); ISBN : 0-471-98194-X.
- Cox, P. A., "The Electronic Structure and Chemistry of Solids", Oxford : Oxford University Press, 2005, ISBN : 0-19-855204-1.
- Ziman, John M., "Principles of the Theory of Solids", Cambridge : Cambridge University Press, 1972 [Reimpresión : 2018], ISBN : 9781107641341 (reimp. 2018).
- Goodenough, John B., “Magnetism and the chemical bond”, New York ; London : Interscience Publishers, 1963.
- Bohren, Craig F., Huffman, Donald R., “Absorption and scattering of light by small particles”, Weinheim, [Germany] : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004, ISBN : 9780471293408.
CG2 - Identificar información da literatura científica empregando canles axeitadas e integrar esta información para suscitar e contextualizar un tema de investigación
CG5 - Empregar terminoloxía científica en inglés para argumentar resultados experimentais no contexto da profesión química.
CG6 - Aplicar correctamente as novas tecnoloxías para a captura e organización da información para resolver problemas na actividade profesional
CG8 - Avaliar as dimensións humanas, económicas, legais e técnicas do exercicio profesional, así como o impacto da química no medio ambiente e no desenvolvemento sostible da sociedade.
CB6 - Posuír e comprender coñecementos que proporcionen unha base ou unha oportunidade para a orixinalidade no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación.
CB9 - Que o alumnado sexa capaz de comunicar as súas conclusións, así como os coñecementos e as razóns últimas que as sustentan, a públicos especializados e non especializados dun xeito claro e inequívoco.
CB10 - O alumnado terá as habilidades de aprendizaxe que lles permitirán continuar estudando dun xeito que será en gran medida autodirixido ou autónomo.
CT1 - Elaborar, redactar e defender publicamente informes científicos e técnicos.
CT3 - Traballar de forma autónoma e eficiente na práctica diaria da investigación ou da actividade profesional.
CT4 - Apreciar o valor da calidade e a mellora continua, actuando con rigor, responsabilidade e ética profesional.
CE1 - Definir conceptos, principios, teorías e feitos especializados das diferentes áreas da Química
CE3 - Aplicar materiais e biomoléculas en campos innovadores da industria e a enxeñaría química
CE9 - Valorar, promover e practicar a innovación e o emprendemento na industria e investigación químicas.
Clases presenciais teóricas. Clases expositivas (utilización de lousa, computador, canón), complementadas coas ferramentas propias da docencia virtual.
Seminarios realizados con profesorado propio do Máster, ou con profesionais convidados da empresa, a administración ou doutras universidades. Sesións interactivas relacionadas coas distintas materias con debates e intercambio de opinións cos alumnos.
Resolución de exercicios prácticos (problemas, cuestiones tipo test, interpretación e procesamento da información, avaliación de publicacións científicas, etc.)
Titorías individuais ou en grupo reducido.
Realización de traballos, tanto individualmente, como en grupo, sobre temas científicos relacionados coas distintas materias do Máster.
Exposición oral de traballos, informes etc., incluíndo debate con profesores e alumnos.
Utilización de programas informáticos especializados e internet. Soporte docente on-line (Campus Virtual).
Estudo persoal baseado nas diferentes fontes de información
Realización das diferentes probas para a verificación da obtención tanto de coñecementos teóricos como prácticos e a adquisición de habilidades e actitudes
A avaliación farase atendendo a dous aspectos:
• Avaliación continua: 40% (actividades propostas polo profesor en seminarios e titorías, controis e probas de avaliación, etc.)
• Exame final: 60%
A cualificación de avaliación continua só se obterá mediante a participación "activa" nas actividades que compoñen a devandita avaliación (presentacións de clase, resolución de problemas de clase, ...), co fin de demostrar que os coñecementos establecidos para cada un dos actividades deste tipo.
O exame final incluirá cuestións teóricas e problemas relacionados coa materia incluídos no programa da materia, independentemente de se o tema foi traballado nas clases expositivas, interactivas ou prácticas. O exame cualificarase sobre un total de 10 puntos.
En caso de realización fraudulenta de exercicios ou probas, aplicarase o disposto no Regulamento de avaliación do rendemento académico dos estudantes e revisión das cualificacións.
Clases teóricas presenciais: 16 h.
Seminarios: 4 h.
Titorías programadas: 1 h.
Preparación de probas e traballo supervisado: 18 h.
Estudo persoal do estudante: 36 h.
É moi importante asistir a todas as clases.
A resolución de problemas e exercicios de autoevaluación é clave para a aprendizaxe desta materia. Pode resultar de axuda empezar polos problemas resoltos nos manuais de apoio e de referencia, para seguir despois cos problemas propostos ao final de cada capítulo no Manual de referencia.
É imprescindible consultar a bibliografía e tratar de completar con aspectos avanzados os conceptos máis fundamentais que se expliquen na clase.
| Luns | |||
|---|---|---|---|
| 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | - | Aula 2.11 |