Struktura kryształów: komórka prymitywna, sieć, baza, struktura, symetrie punktowe, sieci Bravais’ego, wskaźniki Millera płaszczyzn krystalograficznych, podstawowe struktury krystaliczne. Sieć odwrotna: dyfrakcja fal na kryształach, warunki dyfrakcji Bragga i Lauego, sieć odwrotna, strefa Brillouina. Wiązania chemiczne w kryształach: wiązanie kowalencyjne, jonowe, metaliczne, wodorowe, van der Waalsa. Potencjał Lenarda-Jonesa, energia spójności, energia Madelunga, stała Madelunga. Drgania sieci krystalicznej: drgania sieci jednowymiarowej, związek dyspersyjny, sieć z bazą dwuatomowa, drgania akustyczne i optyczne, kwantowanie drgań sieci, fonony, rozkład Plancka, gęstość stanów fononowych, model Debye’a ciepła właściwego ciał stałych. Gaz elektronów swobodnych: energia Fermiego, wpływ temperatury na obsadzenie stanów, rozkład Fermiego-Diraca, gęstość stanów, ciepło właściwe gazu elektronowego. Przewodnictwo elektryczne, mikroskopowe wyprowadzenie prawa Ohma. Elektrony swobodne w polu magnetycznym, częstość cyklotronowa, efekt Halla. Elektrony w polu potencjału okresowego: model prawie swobodnych elektronów, pasma energetyczne, szerokość przerwy energetycznej. Funkcje Blocha, równanie falowe elektronu w potencjale okresowym, model Kroninga-Penneya. Metale, półprzewodniki, izolatory. Półprzewodniki. Szerokość przerwy energetycznej, równanie ruchu dla elektronu w paśmie energetycznym, dziury, masa efektywna. Przewodnictwo samoistne i domieszkowe. Złącze prostujące p-n.

Po wysłuchaniu wykładu i aktywnym udziale w konwersatoriach student powinien rozumieć pojęcia i wielkości fizyczne służące do opisu struktury i właściwości ciał stałych, znać podstawowe struktury krystaliczne i typy wiązań, pojęcie sieci odwrotnej. Powinien rozumieć i opisywać matematycznie drgania sieci krystalicznej i problem ciepła właściwego ciał stałych, model swobodnych elektronów, oraz pojawianie się pasm energetycznych. Powinien potrafić wyjaśnić działanie złącza prostującego.

1. C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa 1999.
2. H. Ibach, H. Luth, Fizyka ciała stałego, PWN, Warszawa 1996.