高等固態物理(一) [English] – 111學年度
本課程是由 國立陽明交通大學電子物理系提供。
Advanced Solid State Physics is a one-year graduate course on condensed matter physics. The course is addressed to students at graduate level, both oriented toward theory and experiments. The objective of the course is to present the central principles and a more solid foundation of the quantum theory of solids to students who have already taken introductory courses on solid state physics and quantum mechanics. The solid foundation is based on second quantization technique and quantum many-body theory.
課程用書：
1. Many-body quantum theory in condensed matter physics, an introduction, Henrik Bruus and Karsten Flensberg, Oxford.
2. Quantum theory of solids, C. Kittel, Wiley ＆amp; Sons Inc.
3. Solid State Phsyics, Ashcroft/Mernin, Brooks/Cole.
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| 授課教師 | 電子物理系 仲崇厚老師 |
|---|---|
| 課程學分 | 3學分 |
| 授課年度 | 111學年度 |
| 授課對象 | 研究所 |
| 預備知識 | Introduction to Solid State Physics, Quantum Mechanics (I) |
| 課程提供 | 課程影音 課程綱要 |
| 週次 | 課程內容 | 課程影音 | 課程下載 |
|---|---|---|---|
| 1 | 內容介紹 (第一，二部分) | 線上觀看 | MP4下載 |
| 2 | 內容介紹 (第三~五部分) 固態物理複習 第零章 複習 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 3 | 第一章及第二章 二次量子化 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 4 | 第三章 聲子，電漿子，磁子 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 5 | 第一章 量子力學中的二次 量子化 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 6 | 第一章 多體系統中的二次 量子化 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 7 | 補充：費米子的運算規則 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 8 | 補充：單費米子的創建及煙滅算子、雙粒子的交互作用 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 9 | 實空間的創建/煙滅算子 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 10 | 小主題：庫倫交互作用 第四章 哈特里-福克近似 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 11 | 第四章 哈特里-福克理論 包立原理 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 12 | 第四章 哈特里-福克理論 包立原理 準粒子能量 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 13 | 接續第四章後面的電子電 洞激發能量 第五章 固態中庫侖交互作用的屏蔽效應 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 14 | 接續著 第五章 固態中庫侖交互作用的屏蔽效應 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 15 | 第五章 庫侖屏蔽與電漿子振盪 第五章 隨機相位近似（RPA） | 線上觀看 | MP4下載 |
| 16 | 第五章 電漿子震盪 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 17 | 第五章 庫侖屏蔽與電漿子 振盪 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 18 | 第五章 庫侖屏蔽和隨機相位近似 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 19 | 第六章 波色子的二次量子化 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 20 | 第六章 波色-愛因斯坦凝聚 （BEC） | 線上觀看 | MP4下載 |
| 21 | 第六章 波色-愛因斯坦凝聚（BEC）、聲子 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 22 | 第六章 聲子 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 23 | 第六章 三維的聲子和德拜模型 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 24 | 第六章 德拜模型 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 25 | 第六章 聲子 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 26 | 第七章 電子聲子交互作用 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 27 | 第七章 電子聲子交互作用 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 28 | 第七章 偏極子與電子質量增強 第八章 超導性的BCS理論 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 29 | 第八章 超導性(BCS理論) | 線上觀看 | MP4下載 |
| 30 | 第八章 超導性(BCS理論) | 線上觀看 | MP4下載 |
| 31 | 第八章 BCS理論 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 32 | 第八章 BCS理論的基態波函數 第九章 自旋波與磁性 | 線上觀看 | MP4下載 |
| 33 | 第九章 自旋波與磁性 | 線上觀看 | MP4下載 |
課程概述與目標
Advanced Solid State Physics is a one-year graduate course on condensed matter physics. The course is addressed to students at graduate level, both oriented toward theory and experiments. The objective of the course is to present the central principles and a more solid foundation of the quantum theory of solids to students who have already taken introductory courses on solid state physics and quantum mechanics. The solid foundation is based on second quantization technique and quantum many-body theory.
課程章節
| 週次 | 課程進度、內容、主題 |
| 1 | Part 0: Review of basics in solid state physics * Interactions in solids * Elementary excitations and quasi-particles in solids |
| 2 | Part I: Electron-electron interactions in Fermion gase * Second quantization of fermions |
| 3 | * Hartree-Fock Approximation |
| 4 | * Many-body techniques and electron gas— Perturbation theory and Random Phase Approximation (RPA) |
| 5 | * Plasmon oscillations * Dielectric response and screening of electron-electron interactions |
| 6 | Part II: Interacting Boson systems * Second quantization of bosons. * Bose-Einstein Condensation (BEC) |
| 7 | * Superfluidity and liquid Helium * Phonons in 1D and 3D |
| 8 | * Debye model and thermal properties of phonons * Phonon-phonon interactions |
| 9 | Part III: Electron-phonon interactions in solids * Kohn effect and modified phonon energy |
| 10 | * Polarons and effective mass |
| 11 | * Attractive electron-electron interactions via phonons |
| 12 | Part IV: Superconductivity * Phenomenology: Meisner effect and London equation |
| 13 | * BCS theory of superconductivity |
| 14 | * BCS theory of superconductivity |
| 15 | Part V: Magnetism: |
| 16 | * Spin-wave theory and magnons |
課程書目
1. Many-body quantum theory in condensed matter physics, an introduction, Henrik Bruus and Karsten Flensberg, Oxford
2. Quantum theory of solids, C. Kittel, Wiley ＆amp; Sons Inc.
3. Solid State Phsyics, Ashcroft/Mernin, Brooks/Cole
評分標準
| 項目 | 百分比 |
| homework | 70% |
| take-home final exam | 30% |