Propiedades Eléctricas, Ópticas y Magnéticas de Materiales

 

UNIDAD 1. Transporte eléctrico en la Materia - Aspectos macroscópicos. Resistividad y Coeficiente de temperatura de la resistividad. Regla de Matthienssen.. El efecto Hall. Relación con el transporte térmico. Ley de Widemann y Franz. Resistividad en aleaciones y sólidos multifase. Regla de Nordheim.

 

UNIDAD 2.  Transporte eléctrico en la Materia. Semiconductores. Consecuencias del modelo de bandas. Masa efectiva. Bandas en semiconductores. Población en las bandas. Niveles de impurezas en semiconductores. Densidad de portadores en equilibrio térmico. Semiconductores inhomogeneos. Juntura p-n en equilibrio.

 

UNIDAD 3.  Propiedades dieléctricas de aisladores. Ecuaciones de Maxwell a nivel microscópico. Condiciones de contorno. Constante Dieléctrica. Teoría del campo local. Polarizabilidad. Cristales iónicos. Aisladores covalentes. Piroelectricidad. Ferroelectricidad. Piezoelectricidad. Aplicaciones.

 

UNIDAD 4. Propiedades ópticas I. Clasificación de procesos ópticos. Coeficientes ópticos. Índice de refracción complejo y constante dieléctrica. Propagación de la luz en medios opticamente densos. Modelo de oscilación de dipolos: oscilador de Lorenz, resonancia múltiple, relaciones de Kramers-Kronig. Comparación con datos experimentales. Dispersión. Anisotropía óptica: birrefringencia.

 

UNIDAD 5. Propiedades ópticas II. Coeficientes de Einstein. Tasas de transición. Reglas de selección. Transiciones interbanda. Absorción directa: probabilidades de transición. Borde de absorción. Semiconductores de gap directo. El efecto Franz-Keldysh.. Semiconductores de gap indirecto. Concepto de excitón. Excitones libres y en presencia de campo externo. Luminiscencia. Fotoluminiscencia. Electroluminiscencia.

 

UNIDAD 6. Propiedades ópticas III. Reflectividad de plasma. Reflectividad en semiconductores. Plasmones. Materiales moleculares. Estados electrónicos en moléculas conjugadas. Espectros ópticos de moléculas. Transiciones electrónicas-vibracionales. . Reflectividad y absorción infrarroja en sólidos polares. Dispersión inelástica. Scattering Raman. Scattering Brillouin.

 

UNIDAD 7. Magnetismo I. Conceptos básicos de magnetismo. Diamagnetismo. Paramagnetismo. Ferromagnetismo, Antiferromagnetismo, Ferrimagnetismo. Transiciones de fase. Densidad de magnetización y susceptibilidad. Teoría de Langevin del diamagnetismo y paramagnetismo. Consideraciones cuánticas de los fenómenos magnéticos. Interacciones bipolares magnéticas.

 

UNIDAD 8. Magnetismo II. Tipo de estructuras magnéticas. Propiedades termodinámicas. Materiales magnéticos blandos. Pérdidas. Orientación de Granos. Materiales magnéticos duros. Imanes permanentes. Dominios magnéticos. Movimientos de dominios. Magnetostricción. Magnetoresistencia