Фононы и электроны в металлах

Я.В. Фоминов

Цели курса — ознакомить студентов с базовыми понятиями квантовой теории твердых тел и одновременно обсудить ряд конкретных физических явлений. В первой части курса речь идет о фононных свойствах кристаллов с учетом ангармонизма и взаимодействий. Во второй части курса рассматриваются электронные свойства металлов, кинетические эффекты, поведение электронной системы в магнитном поле. Основным используемым в курсе техническим инструментом является кинетическое уравнение.

Программа

1. Фононы в кристаллах:
   • Квантование фононов. Ангармонизм. Взаимодействие фононов.
   • Кинетика фононного газа. Распады и слияния.
   • Второй звук. Рассеяние фононов на примесях. Температурная зависимость теплопроводности.
   • Неупругое рассеяние нейтронов. Фактор Дебая-Уоллера.
2. Электроны в металлах:
   • Кинетическое уравнение для электронов в металле. Проводимость, теплопроводность, закон Видемана-Франца.
   • Процессы рассеяния: рассеяние электронов на примесях, рассеяние электронов электронами, рассеяние на фононах. Процессы переброса.
   • Кинетическое уравнение в присутствии магнитного поля. Магнитосопротивление. Эффект Холла (случай слабого и сильного поля).
   • Термоэлектрические и термомагнитные явления. Термо-э.д.с. Эффект Нернста.
   • Скин-эффект (нормальный и аномальный). Поверхностный импеданс. Циклотронный резонанс.
   • Квантовые осцилляции. Осцилляции намагниченности (эффект де Гааза–ван Альфена). Осцилляции проводимости (эффект Шубникова–де Гааза).
   • Ферми-жидкостные эффекты. Нулевой звук. Эффект Кондо (второе борновское приближение).

Литература

1. В.Л. Гуревич, "Кинетика фононных систем", М.: Наука, 1980.
2. А.А. Абрикосов, "Основы теории металлов", М.: Физматлит, 2009.
3. Ч. Киттель, "Введение в физику твердого тела", М.: Наука, 1978.
4. Ч. Киттель, "Квантовая теория твердых тел", М.: Наука, 1967.
5. А.М. Косевич, "Основы механики кристаллической решетки", М.: Наука, 1972.
6. В.Ф. Гантмахер, И.Б. Левинсон, "Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках", М.: Наука, 1984.
7. Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский, "Физическая кинетика" («Теоретическая физика», том X), М.: Физматлит, 2007.