Il corso si propone lo studio di fenomeni avanzati (proprietà elettroniche, ottiche, magnetiche e di trasporto) nei materiali cristallini e nanostrutturati. Lo studio di tali proprietà richiederà l’acquisizione di metodi avanzati nella fisica dello stato solido.

Schema del corso

Il confinamento quantistico e le nanostrutture

• Principi del microscopio a scansione tunnel (STM)

• Catene atomiche unidimensionali finite: teoria ed esperimenti

• Nanostrutture basate sul carbonio: grafene e nanotubi di carbonio

• Proprieta' ottiche delle nanostrutture

Effetti magnetici in metalli ed isolanti

• Gas di elettroni bidimensionale e tridimensionale in campo magnetico

• Richiami di effetto Hall Classico e cenni di effetto Hall quantistico

• Magnetismo nei solidi cristallini

• Ferromagnetismo di banda

• Modello di campo medio per ferromagnetismo ed antiferromagnetismo

• Eccitazione magnetiche

• Momenti magnetici localizzati nei metalli: modello di Anderson e di Kondo

• Modello di Hubbard

Oltre l’approssimazione di particella singola

• La densità come variabile: richiami del modello di Thomas-Fermi

• La teoria del funzionale densita'

Fenomeni di trasporto

• Richiami dell’equazione di Boltzmann

• Cenni di superconduttività e teoria BCS

• Trasporto balistico e quantizzazione della conduttanza

• Trasporto diffusivo, ruolo del disordine

• Applicazioni ai dispositivi quantistici

• Semplice modello di un isolante topologico.