Fizika materijala (158214)

Šifra

158214

Naziv

Fizika materijala

Polaže se

ECTS

6.0

Fakultet za fiziku

6.0

Opterećenje

30(V) + 30(P)

Nositelji

izv. prof. dr. sc. Robert Peter

Izvođači

izv. prof. dr. sc. Robert Peter (V, P)

Opis predmeta

Prvenstveni cilj predmeta je predstaviti uzročno-posljedičnu vezu između fizikalnih svojstva kondenzirane materije i njezine strukture. Za lakše razumijevanje te veze, materijali se klasificiraju prvo po svojim strukturnim i zatim po svojim fizikalnim svojstvima. Studenti se upoznaju s osnovnim eksperimentalnim tehnikama kojima određujemo strukturna i fizikalna svojstva materijala. Fizikalna svojstva materijala ilustriraju se putem karakterističnih primjena pojedinih materijala u tehnologiji.

Obavezna literatura

Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulay, Wendelin J. Wright: The Science and Engineering of Materials
S.O. Kasap: Principles of Electronic Materials and Devices

Ishodi učenja

1. Opisati razlike između međuatomskih veza u ionskim, metalnim i kovalentnim kristalima, te objasniti nastanak Van der Waalsovih sila između neutralnih molekula.
2. Objasniti razliku u strukturi između materijala s dugo-dosežnim i kratko-dosežnim uređenjima.
3. Primijeniti osnovne tipove jediničnih ćelija Bravaisovih rešetki u opisu kristalnih struktura čvrstih tijela.
4. Primijeniti Drudeov model električne vodljivosti za opis gibanja vodljivih elektrona u metalima.
5. Objasniti nastanak energetskih vrpci u čvrstim tijelima i razliku u strukturi vrpci kod izolatora, poluvodiča i metala.
6. Opisati osnovne mehanizme polarizacije u dielektričnim materijalima.
7. Objasniti razliku između dijamagnetskih, paramagnetskih, feromagnetskih, antiferomagnetskih i ferimagnetskih materijala.
8. Primjeniti model interakcije izmjene za objašnjenje feromagnetskog uređenja u materijalima.
9. Opisati načine interakcije elektromagnetskog zračenja s materijalima.
10. Objasniti strukturu i osnovna fizička i kemijska svojstva polimera.

Popis tema

Tjedan	Datum	Sati	Tema
1.		2	Uvodno predavanje.
1.		2	Međuatomske veze u čvrstim tijelima - ionsko i metalno vezanje.
2.		2	Međuatomske veze u čvrstim tijelima - kovalentno i van der Waalsovo vezanje.
2.		2	Uređenja dugog i kratkog dosega.
3.		2	Kristalna struktura čvrstih tijela. Bravaisova rešetka.
3.		2	Najvažniji tipovi kristalnih rešetki.
4.		2	Eksperimentalne tehnike ispitivanja kristalne strukture materijala.
4.		2	Točkasti defekti u kristalima.
5.	.	2	Dislokacije.
5.		2	Gibanje atoma i iona u materijalima. Difuzija.
6.		2	1. kolokvij
6.		2	Metali. Poluklasični model vodljivosti.
7.		2	Električna svojstva materijala. Struktura energetskih vrpci u materijalima.
7.		2	Poluvodiči.
8.		2	Dielektrici. Dielektrična funkcija i polarizacija materijala.
8.		2	Piezoelektrici i feroelektrici.
9.		2	Magnetska svojstva materijala. Temeljne fizičke veličine u magnetizmu.
9.		2	2. kolokvij
10.		2	Dijamagnetizam. Paramagnetiyam vodljih elektrona, paramagnetizam atoma (iona).
10.		2	Magnetsko uređenje u materijalima. Feromagneti, antiferomagneti i ferimagneti.
11.		2	Feromagnetizam - interakcija izmjene, magnetske domene, magnetska anizotropija, krivulja histereze
11.		2	Primjena magnetskih materijala.
12.		2	Supravodljovost. Gigantski magnetootpor.
12.		2	Optička svojstva materijala. Apsorpcija, transmisija i lom svjetlosti.
13.		2	Kompleksni indeks loma - gubitci i apsorpcija EM zračenja u materijalu
13.		2	Fresnelove jednadžbe. Luminiscencija.
14.		2	Primjena optičkih materijala - laseri, LED diode, optička vlakna.
14.		2	Fizika površina. Nekristalinični materijali.
15.		2	1D i 2D nanostrukture – kvantne žice, grafen, nanocjevčice
15.		2	3. kolokvij

Sustav ocjenjivanja

Aktivnost koja se ocjenjuje	Udio aktivnosti u ECTS bodovima	Maximalan broj bodova
Kolokviji	2.9	48
Seminar	0.7	12
Završni ispit	2.4	40

Vrijeme i mjesto održavanje nastave

ODRŽAVANJE NASTAVE	Vrijeme	Učionica
Predavanja	utorak, 10:15 - 11:45	O-154
Vježbe	četvrtak, 12:15 - 13:45	O-154