Vật lí chất rắn (Solid State Physics) là một học phần cơ sở ngành quan trọng, đóng vai trò nền tảng cho các lĩnh vực hiện đại như khoa học vật liệu, công nghệ bán dẫn, vật liệu nano, năng lượng và điện tử lượng tử. Môn học nghiên cứu các hệ vật chất vĩ mô gồm số lượng rất lớn nguyên tử và electron tương tác mạnh, từ đó giải thích mối liên hệ giữa cấu trúc vi mô và các tính chất vật lí vĩ mô của vật liệu.

Học phần này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cốt lõi về vật rắn kết tinh, bao gồm cấu trúc tinh thể, dao động mạng, phổ năng lượng electron và các cơ chế chi phối tính chất điện, nhiệt, từ và quang của những hệ vật liệu quan trọng như kim loại, bán dẫn, vật liệu từ và vật liệu siêu dẫn. Trên cơ sở đó, sinh viên từng bước hình thành tư duy vật lí cần thiết để hiểu và phân tích các vật liệu mới đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong khoa học – công nghệ hiện đại.

Trong bối cảnh hiện nay, khi trí tuệ nhân tạo (AI) và các phương pháp học máy đang được sử dụng ngày càng nhiều trong nghiên cứu khoa học vật liệu, vai trò của Vật lí chất rắn không những không giảm đi mà còn trở nên thiết yếu hơn. AI có thể tăng tốc quá trình tìm kiếm và sàng lọc vật liệu, nhưng chỉ có hiểu biết vật lí chất rắn mới cho phép giải thích cơ chế, kiểm chứng kết quả và định hướng thực nghiệm. Những hướng nghiên cứu mới như vật liệu hai chiều (2D) ngoài graphene, tiêu biểu là MXene, pin lithium sử dụng anode giàu silicon, hay thiết kế vật liệu dựa trên mô phỏng và dữ liệu đều bắt nguồn trực tiếp từ các nguyên lí của Vật lí chất rắn.

Nội dung bài giảng của học phần được biên soạn chủ yếu dựa trên giáo trình Vật lí chất rắn của PGS. TSKH. Nguyễn Thế Khôi đồng thời tham khảo và cập nhật thêm từ các giáo trình và tài liệu giảng dạy hiện đại đang được sử dụng tại nhiều trường đại học và viện nghiên cứu hàng đầu như MIT, University of Oxford và École Polytechnique: 

1. Introduction to Solid state physics, Kittel (Wiley)-8th

2. Fundamentals of Materials, William D.Callister (Wiley)-5th

3. The Oxford Solid State Basics, Steven H. Simon (Oxford)

4. Solid state physics, Ashcroft and Mermin

Thông qua học phần này, sinh viên không chỉ nắm vững những nguyên lí nền tảng của Vật lí chất rắn, mà còn được chuẩn bị tư duy và công cụ cần thiết để tiếp cận các hướng nghiên cứu và ứng dụng tiên tiến.

Tài liệu giảng dạy của các năm học trước có thể được tải về từ link sau: Vatlichatran-PHYS304-HNUE.