GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| 9101045131998 | İleri Katıhal Fiziği I | Seçmeli Ders Grubu | 1 | 1 | 8,00 |
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Dersin Amacı
Bu dersin amacı, Fizik mühendislik yüksek lisans öğrencilerine katıların fiziksel özelliklerini (elektriksel, dielektrik, manyetik, ve termal gibi) en temel bir şekilde ve temel fizik yasaları cinsinden öğretmektir.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Prof. Dr. Nurcan ARTUNÇ
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Yarıiletken cihazların günlük yaşamdaki uygulamalrını öğrenebilmek. |
| 2 | Teknolojik gelişmelere bağlı olarak geliştirilen yeni cihazların özelliklerini anlayabilmek. |
| 3 | Yarıiletken aygıtların temel prensiplerini anlayabilmek. |
| 4 | Bir yarıiletken devre tasarımı yapabilmek ve uygulayabilmek. |
| 5 | Kaynak tarayabilmek, sunum yapabilmek, bir yarıiletken devre düzeneği hazırlayabilmek, uygulayabilmek ve ilgili sonuçları yorumlayabilmek. |
| 6 | Elektronik devre uygulamaları için gerekli modern araçları kullanabilmek ve modern teknik ve yöntemleri uygulayabilmek. |
| 7 | Yarıiletken elektronik devreleri tanımlayarak çözümleyebilmek ve değerlendirebilmek. |
| 8 | Matematik, fen ve mühendislik bilgilerini yarıiltken devre problemlerinin çözümlerine uygulayabilmek. |
| 9 | Yarıiletkenlerde kristal büyütmeyi ve kristal özelliklerini anlayabilmek. |
| 10 | Yarıiletken cihazların fiziksel özelliklerini açıklayabilmek. |
Öğretim Sistemi
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Öğrencilerin Lisans düzeyinde Elektromagnetizma , Kuantum Mekaniği, Matematiksel ve İstatistik Fizik bilgilerine sahip olmaları gerekir
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Fononlar I. Kristal Titreşimler Fononlar II. Termal Özellikleri Enerji bantları Yarıiletken kristaller Fermi yüzeyleri ve metaller
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|
| 1 | 1. Fononlar I. KRİSTAL TİTREŞİMLERİ Monoatomik örgünün Kristaller titreşimleri İlk Brillouin Bölgesi Grup Hız | ||
| 2 | Fononlar II. TERMAL ÖZELLİKLER Fonon Isı Kapasitesi, Planck dağılımı, bir boyutta durum yoğunluğu | ||
| 3 | Durum Yoğunluğu İçin Debye Modeli, Debye T3 Kanunu, Durum Yoğunluğu İçin Einstein Modeli, | ||
| 4 | Termal İletkenlik, Fonon Gaz Isı Direnci, Umklapp Süreçleri, kusurlar | ||
| 5 | Serbest Elektron Fermi Gazı: Bir Boyutta Enerji Düzeyleri, Fermi-Dirac Dağılımı, Üç Boyutlu Elektron Gazı, Serbest Elektron Gazının Isı Kapasitesi, Metallerin Deneysel Isı Kapasitesi. | ||
| 6 | Elektriksel İletkenlik Ve Ohm Kanunu, Metallerin Deneysel Elektrik Direnci, Manyetik Alanda Hareket, Hall Etkisi, Metallerin Termal İletkenliği | ||
| 7 | Enerji Bantları: Hemen Hemen Serbest Elektron Modeli, Enerji Aralığının Kökeni Ve Büyüklüğü, Bloch Fonksiyonları, Periyodik Potansiyel İçinde Elektronun Dalga Denklemi İçin Kronig-Penney Modeli,Bloch Teoreminin İspatı, Elektronun Kristal Momentumu, | ||
| 8 | Arasınav | ||
| 9 | Elektronun Merkez Denkleminin Çözümleri,Karşıt Uzayda Boş örgü için Kronig-Penney Modeli Merkez Denkleminin çözümü, Bölge Sınırı yakınlarında Yaklaşık Çözüm için bir yaklaşım , Bir banttaki yörünge sayısı, Metaller ve Yalıtkanlar | ||
| 10 | Fermi yüzeyleri ve metaller İndirgenmiş bölge şeması, Periyodik Bölge Şeması, Fermi Yüzeylerinin iİnşası, hemen hemen Serbest Elektronlar, Elektron Yörüngeleri, Boşluk Yörüngeleri ve Açık Yörüngeler | ||
| 11 | Enerji bantları hesaplanması: Enerji bantlarının Sıkı - Bağ Metodu, Wigner-Seitz Yöntemi, Cohesive Enerji, Pseudo-potansiyel Yöntemleri | ||
| 12 | Fermi Yüzey çalışmalarında Deneysel Metotlar, De Haas-van Alphen etkisi, Ekstremal Yörüngeler, Manyetik Alanda Yörüngelerin Kuantumlanması, Manyetik Kırılma | ||
| 13 | YARIİLETKEN KRİSTALLER Bant Aralığı , Hareket Denklemleri, Boşluklar, Yarıiletkenlerde Etkin Kütle, Etkin Kütlenin Fiziksel Yorumlaması, Silikon ve Germenyuum,Hakiki Taşıyıcı Konsantrasyonu, | ||
| 14 | Hakiki Hareketlilik, Alıcı ve Verici safsızlık durumları , Alıcı ve Vericilerin Termal İyonizasyonu, | ||
| 15 | Termoelektrik Etkiler, semimetaller, Süper-örgüler, Bloch Osilatörü, Zener Tünel | ||
| 16 | Final Sınavı |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
DERS KİTABI: 1. Kittel, C, "Introduction To Solid State Physics", Eighth Edition John Wiley & Sons (2005) Yardımcı Kitaplar: 2. J.R. Hook & H.E. Hall,” Solid State Physics”, 2nd Edtion, John Wiley & Sons (2001) 3. James D. Patterson, Bernard C. Bailey, “Solid-State Physics, Introduction to the Theory” Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2007) 4. Blakemore, J.S., "Solid State Physics", Cambridge University Pres (1988)
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 2 | 2 |
| Final Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Problem Çözümü | 6 | 2 | 12 |
| Tartışma | 14 | 2 | 28 |
| Soru-Yanıt | 14 | 2 | 28 |
| Rapor Hazırlama | 8 | 7 | 56 |
| Rapor Sunma | 8 | 2 | 16 |
| Makale Kritik Etme | 3 | 3 | 9 |
| Ödev Problemleri için Bireysel Çalışma | 6 | 4 | 24 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 30 | 30 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 40 | 40 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 248 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | |
| ÖÇ 1 | |||||||
| ÖÇ 2 | |||||||
| ÖÇ 3 | |||||||
| ÖÇ 4 | |||||||
| ÖÇ 5 | |||||||
| ÖÇ 6 | |||||||
| ÖÇ 7 | |||||||
| ÖÇ 8 | |||||||
| ÖÇ 9 | |||||||
| ÖÇ 10 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek