Syllabus National Chiao-Tung University

farrowbrainUrban and Civil

Nov 15, 2013 (3 years and 7 months ago)

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Syllabus

National Chiao
-
Tung University

Department/

Institute

Elecgtrophysics

電物系

Lecturer

Chung
-
Hou Chung

仲崇厚

Academic
Term

9
6

(year)
1st

(semester)

(Fall term of 2007
-
08)

Course
Name
(Chinese)

高等固態物理
(

)

No. of
Students



Course
Name
(English)


A d v a n c
e d S o l i d S t a t e P
h y s i c s (
I
)

C o u r s e C o d e

5 3 3
2

C r e d i t s


3

H o u r s


3


P r e
-
r e q u i s i t e


I n t r o d u c t i o n t o S o l i d
S t a t e P h y s i c s, Q u a n t u m
Me c h a n i c s ( I )

C o u r s e O b j e c t i v e


A d v a n c e d S o l i d S t a t e P h y s i c s i s a o n e
-
y e a r g r a d u a t e c o u r s e o n c o n d e n s e d ma t t e r p h y s i c s. T h e

c o u r s e i s a d d r e s s e d t o s t u d e
n t s a t g r a d u a t e
l e v e l, b o t h o r i e n t e d

t o w a r d t h e o r
y a n d e x p e r i me n t s.

T h e o b j e c t i v e o f t h e c o u r s e i s t o
p r e s e n t t h e c e n t r
a l p r i n c i p l e s a n d a mo r e r i g i o u s

f o u n d a t i o n

o f t h e
q u a n t u m t h e o r y o f s o l i d s t o s t u d e n t s w h o h a v e a l r e a d y t a
k e n i n t r o d u c t o r y c o u r s e s o n s o l i d s t a t e
p h y s i c s a n d q u a n t u m me c h a n i c s.

Course Outlines


Part 0: Review of basics in solid state physics


* I n t e r a c t i o n s i n s o l i d s


* E l e me n t a r y e x c i t a t i o n s a n d q u a s i
-
p a r t i c l e s i n s o l i d s

P a r t
I
:
Electron
-
electron interactions in Fermion gase


* S e c o n d q u a n t i z a t i o n o f f e r mi o n s


* H a r t r e e
-
F o c k A p p r o x i ma t i o n


* Ma n y
-
b o d y t e c h n i q u e s

a n d e l e c t r o n g a s



P e r t u r b a t i o n t h e o r y a n d
R a n d o m P h a s e A p p r o x i ma t i o n ( R P A )


* P l a s mo n o s c i l l a t i o n s


*
D i e l e c t r i c r e s p o n s e a n d s
c r e e n i n g o f e l e c t r o n
-
e l e c t
r o n i n t e r a c t i o n s

P a r t
II
: Interacting Bos
on s
ystems

* Second quantization of bosons
.


* B o s e
-
E i n s t e i n C o n d e n s a t i o n ( B E C )


* S u p e r f l u i d i t y a n d l i q u i d H e l i u m


* P h o n o n s i n 1 D a n d 3 D

* D e b y e mo d e l a n d t h e r ma l p r o p e r t i e s o f p h o n o n s

* P h o n o n
-
p h o n o n i n t e r a c t i o n s


P a r t
I
I I:

E l e c t r o n
-
p h o n
o n i n t e r a c t i o n s i n s o l i d s

* K o h n e f f e c t a n d mo d i f i e d p h o n o n e n e r g y

* P o l a r o n s a n d e f f e c t i v e ma s s

*
A t t r a c t i v e
e l e c t r o n
-
e l e c t r o n i n t e r a c t i o n s
v i a p h o n o n s


P a r t I V: S u p e r c o n d u c t i v i t y

* P h e n o me n o l o g y: Me i s n e r e f f e c t a n d L o n d o n e q u a t i o n

* B C S t h e o r y o f s u p e r c
o n d u c t i v i t y

* H i g h
-
T c s u p e r c o n d u c t i v i t y


P a r t V: Ma g n e t i s m:

* F e r r o ma g n e t i s m, A n t i f e r r o ma g me t i s m


* S p i n
-
w a v e t h e o r y

a n d ma g n o n s


Style of the course and the grading policies:



* I t i s a j o i n t c o u r s e b e t w e e n t h e E l e c t r o p h y s i c s D e p a r t me n t o f N a t i o n a l

C h i a o
-
T u n g U n i v e r s i t y a n d
t h e P h y s i c s D e p a r t me n t o f N a t o i o n a l T s i n g
-
H u a U n i v e r s i t y. T h e p h y s i c s
-
ma j o r e d g r a d u a t e a n d/o r
a d v a n c e d u n d e r g r a d u a t e s t u d e n t s f r o m b o t h u n i v e r s i t i e s a r e w e l c o me t o t a k e t h i s c o u r s e.


* L e c t u r e s w i l l b e g i v e n i n E n g l i s h. I n t e r n a t i
o n a l s t u d e n t s a r e v e r y w e l c o me t o a t t e n d.


* H o me w o r k a s s i g n me n t s w i l l b e g i v e n o n a r e g u l a r b a s i s ( w e e k l y o r b i
-
w e e k l y ). T h e T e a c h i n g
A s s i s t a n t s w i l l h e l p s t u d e n t s w i t h h o me w o r k p r o b l e ms a n d a n s w e r t h e i r q u e s t i o n s d u r i n g t h e
h o me w o r k s e s s i o n s ( r e c i t a t i o n s ).


* G r a d e s a r e g i v e n a c c o r d i n g t o: h o me w o
r k ( 3 0 %), o n e mi d
-
t e r m ( 3 0 %), a n d o n e f i n a l e x a m ( 4 0 %).


* S i n c e t h i s i s a n a d v a n c e d c o u r s e, I w i l l p u t mo r e e mp h a s i s o n a p p l y i n g ma n y
-
b o d y t h e o r y t o s o l i d
s t a t e s y s t e ms w i t h t h e g o a l o f a c q u i r i n g a s o l i d
f o u n d a t i o n

o n t h e s u b j e c t. C o mp a r i s o n s b e t w e e n
t h e o
r y a n d e x p e r i me n t s w i l l a l s o b e d i s c u s s e d.

T e x t b o o k s

* Q u a n t u m t h e o r y o f s o l i d s, C. K i t t e l, Wi l e y & S o n s I n c.


* S o l i d S t a t e P h s y i c s, A s h c r o f t/Me r n i n, B r o o k s/C o l e

R e f e r e n c e B o o k s


*
I n t r o d u c t i o n t o S o l i d S t a t e P h y s i c s, C. K i t t e l,
Wi l e y & S o n s I n
c.


* Green

s functions for soild state physicists, S. Doniach & E.H. Sondheimer, Imperial College
Press