Responsáveis: Éric de Castro e Andrade e Fernando Assis Garcia;
Assistente: Carlo Belinatti
Entregas das atividade de avaliação pelo e-disciplinas.
Aulas expositivas: segundas, quartas 10:00 as 12:00., discussões e problemas: sextas das 10:00 as 12:00.
AVISOS IMPORTANTES:
Estrutura das aulas
As aulas serão presenciais e serão expositivas. O tema de cada aula será antecipado e, quando necessário, atividades preliminares serão propostas, para que os estudantes tenham melhor aproveitamento da aula. Em todas aulas expositivas, partiremos do princípio que este conteúdo preliminar foi trabalhado pelos estudantes . Mais uma vez: os estudantes devem ser preparar para as aulas expositivas. Em geral, a preparação é uma pequena atividade que dá conta de algum pré-requisito.
Conselhos aos/às estudantes:
Fique atent@ ao cronograma do curso e sempre se prepare para as aulas através das atividades preliminares.
Use as listas de problemas como ferramentas para seu aprendizado.
Leia com cuidado sobre a avaliação do curso (abaixo) e tire todas suas dúvidas.
Veja a lista ZERO que trata de alguns pré-requisitos.
Apresentação, 1 aula
Segunda quantização, estrutura eletrônica 5 aulas
Vibrações da rede, 3 aulas
Transporte semi-clássico, 2 aulas
Propriedades ópticas, 4 aulas
Magnetismo, 7 aulas
Supercondutividade, 5 aulas
|| Lista 1 || Lista 2 || Lista 3 || Lista 4 || Lista 5 || Lista 6 ||
O formato final da avaliação irá depender sobretudo da quantidade de alunos matriculados no curso. Planejamos 6 listas de problemas (50% da nota final) e um trabalho final do curso, que deverá contar também com uma apresentação (total de 50% da nota final do curso). As listas serão entregues por meio eletrônico. Para entregar a lista considere o seguinte formato de arquivo: listaN_Nome_1Sobrenome_NUSP. pdf. Exemplo: Lista2 da Marcia Clara dos Santos Bragança de Azevedo, NUSP 1299023: lista3_MariaClaraAzevedo_1299023.pdf (atenção: .pdf é o formato do arquivo, não é parte do nome do arquivo).
Sobre o Trabalho do Curso
O trabalho deverá conter entre 6 - 8 páginas, em formato de coluna dupla. Recomendamos fortemente o uso de Latex e adoção do formato Physical Review (revtex4.1 ou mais atual). Detalhes de cálculos e soluções numéricas deverão ser apresentados num apêndice (ou material suplementar) se solicitado. O trabalho deverá conter: um resumo, introdução, métodos, resultados e discussões, conclusões e bibliografia.
O trabalho deverá contar com figuras, gráficos produzidas pelo estudante, ainda que o objetivo seja reproduzir resultado da literatura.
O trabalho deverá ser entregue em arquivo único formato .pdf
Como funciona o trabalho?
O primeiro passo é escolher um tema (veja lista de temas e material relacionado na aba "material do curso") e marcar uma reuniao (presencial, 15 a 20 minutos) comum dos professores responsáveis pela disciplina para discutir o tema e alinhar expectativas.
Uma primeira versão do trabalho deverá ser entregue até 01/06 e haverá um feedback após a apresentação. A segunda versão (final) deverá ser entregue até 01/07.
Apresentação
Uma apresentação estilo "power point" deverá ser preparada pelo estudante. A apresentação deverá ter até 15 minutos. Perguntas serão feitas.
Bibliografia (comentários refletem uma visão pessoal):
Referências básicas do Curso
Solid State Physics, Ashcroft & Mermin
Texto que formou uma geração de Físicos de Estado Sólido, que traz grande ênfase na parte de estrutura eletrônica. O texto discute em detalhes modelos diversos e consegue expor um tratamento unificado de alguns tópicos abordados. Tem um apelo "Físico importante". Como ponto fraco, talvez, trate-se de um texto que hoje está no limbo entre ser insuficiente para um curso de pós e avançado demais para um curso de graduação. Minha dica é: quase sempre o Ashcroft poderá te ajudar a entender um argumento formal em termos de princípios físicos mais intuitivos.
Introduction to Solid State Theory, Madelung
Não se engane por "introduction". Trata-se de um texto avançado que tem por ambição dar um tratamento unificado para tópicos de matéria condensada. O texto o faz por meio do conceito de excitações elementares e assim discute tópicos diversos, já usando o formalismo de "segunda quantização". A clareza conceitual do texto é um ponto forte.
Quantum Theory of Solids, Kittel
Este é o Kittelzão, a versão para pós do "Introduction to solid state physics" do mesmo autor, que listamos como referência básica. Os primeiros capítulos introduzem ferramentas matemáticas e em seguida são tratados tópicos avançados. A organização dos tópicos é um pouco estranha e o livro parece, na verdade, uma coletânea de tópicos relevantes em matéria condensada. Os pontos fortes são os tratamentos de alguns tópicos específicos como (visão totalmente pessoal): i) a discussão das excitações bosônicas como teorias de campo; ii) a discussão de vários modelos para o chamado acoplamento elétron-fónon; iii) a discussão formal da teoria de bandas, com base em teoria de grupos; e iv) a discussão das funções de Green no contexto da supercondutividade. Livro avançado! Você precisa estar em dia com toda sua formação básica.
Modern Condensed Matter Physics, Girvin and Young
Livro ao qual ainda estou me acostumando (Fernando "falando") mas que considero que entrega a promessa de uma abordagem moderna ao assunto, ilustrando o livro com assuntos quentes do campo de pesquisa. O formalismo é usado com alguma liberdade mas sem descuidar de discussões físicas. Minhas primeiras impressões são bem positivas.
Seguiremos de perto o cronograma abaixo. Notar que para cada aula há um pequeno resumo e são sugeridas atividades de preparação. Recomendamos fortemente frequêntar a aula de problemas da sexta feira. Aulas de problemas particularmente importantes estão marcadas no cronograma.
09/03/2026 Apresentação do curso
11/03/2026 Espaço de Fock, segunda quantização (notas de aula)
13/03/2026 Discussão&Problemas
16/03/2026 Mais sobre o método de operadores (notas de aula, mesmo texto que acima)
18/03/2026 Interações no gás de elétrons (notas de aula, em formato vintage)
20/03/2026 Discussão&Problemas
Refs: para as próximas duas aulas sobre tigth-binding
The Feynman Lectures on Physics, Volume III (lectures 10-11 and 13-15)
Roald Hoffmann, "How Physics and Chemistry Meet in the Solid State", Angew Chem Inr. Ed Engl 26 11987) 846-878.
23/03/2026 Modelo do tipo Tight-biding I (entrega da lista 01)
25/03/2026 Modelo do tipo Tight-biding II
27/03/2026 Discussão&Problemas
30/03/2026 Semana Santa
01/04/2026 Semana Santa
03/04/2026 Semana Santa
06/04/2026 Localização de Anderson (notas de aula)
Sobre as próximas 3 aulas: vejam este paper; notas de aula sobre acoplamento elétron-phonon; veja ainda Ashcroft&Mermin Capítulos 22, 23, e 24.
08/04/2026 Vibrações da rede, fônons
10/04/2026 Discussão&Problemas
13/04/2026 Fônons em dielétricos e semicondutores (entrega da lista 02)
15/04/2026 Fônons em metais, acoplamento elétron-fônon
17/04/2026 Discussão&Problemas
20/04/2026 Recesso de Tiradentes
22/04/2026 Transporte semi-clássico, Boltzmann (notas de aula) (notas preliminares/complementares)
24/04/2026 Discussão&Problemas
27/04/2026 Contribuição da rede para a resistividade (notas de aula)
29/04/2026 Fundamentos
01/05/2026 Dia do trabalho
04/05/2026 Experimentos (entrega da lista 03)
06/05/2026 Isolantes, semicondutores e metais
08/05/2026 Discussão&Problemas
11/05/2026 Modelo de Hubbard, SDWs
13/05/2026 Modelo de Hubbard, limite de Mott
15/05/2026 Discussão&Problemas
18/05/2026 EOSBF
20/05/2026 EOSBF
22/05/2026 EOSBF
25/05/2026 Ordem magnética (entrega da lista 04)
27/05/2026 Excitações magnéticas
29/05/2026 Discussão&Problemas
01/06/2026 Efeito Kondo
03/06/2026 Supercondutividade
05/06/2026 Recesso de Corpus Christ
08/06/2026 Teoria de Ginzburg-Landau
10/06/2026 Teoria BCS I - estado fundamental (entrega da lista 05)
12/06/2026 Discussão&Problemas
15/06/2026 Teoria BCS II - excitações
17/06/2026 Supercondutividade não convencional
19/06/2026 Discussão&Problemas (prazo final: reuniões sobre temas de trabalho)
22/06/2026 (entrega da lista 06)
24/06/2026
26/06/2026
29/06/2026
01/07/2026 Entrega da 1a versão do trabalho
03/07/2026 Seminários do Curso
06/07/2026 Seminários do Curso
08/07/2026 Seminários do Curso
10/07/2026 Seminários do Curso
13/07/2026 Entrega da versão final do trabalho
Listas de Problema
Lista Zero de problemas (não é uma lista para entregar. É para você se perguntar: eu sei do se tratam estes tópicos? Se a resposta é sim, siga em frente. Se é não, converse com o monitor e/ou professores do curso).
Lista de exercícios IV
Lista de exercícios V
Lista de exercícios VI
Algumas referências
Temas e material para o trabalho do curso
Estrutura eletrônica
Ondas de densidade de carga
Função espectral de ARPES
Redes Kagome
Propriedades ópticas
Espectroscopia óptica
Polarons
Polaritons
Espectroscopia Raman
Magnetismo
Sistemas magneticamente frustrados
Magnetismo de terras-raras
Efeito Kondo na rede
Cadeias de spin
Espalhamento de neutrons
Ordens magnéticas não convencionais
Supercondutividade
Métodos de teorias de grupo
Supercondutividade de onda d (Cupratos)
Supercondutividade multibanda (MgB2)
Supercondutividade tipo s+/- (Fe-based)
Pareamento por flutuações de spin