Teoria Przejść Fazowych
prof. nadzw. dr hab. Romuald Lemański

1. Co to są przejścia fazowe i dlaczego warto się nimi zajmować?
2. Termodynamika przejść fazowych.
3. Elementy fizyki statystycznej.
4. Modele.
5. Przybliżenie pola średniego.
6. Ścisłe rozwiązania fizyki statystycznej czyli co wiemy na pewno.
7. Skalowanie.
8. Metoda grupy renormalizacyjnej. Fluktuacyjna teoria zjawisk krytycznych.
9. Eksperymentalne badania zjawisk krytycznych czyli trochę o granicy poznania.

Struktura elektronowa ciał stałych (z wyłączeniem metali)
prof. dr hab. Jacek Mulak

1. Atom: pole sferyczne, przybliżenie Hartree-Focka, spinorbitale, konfiguracje elektronowe, model wektorowy atomu, całki spektroskopii – parametry Slatera i Racaha, sprzężenie ls, dobre liczby kwantowe, atom wieloelektronowy – atom He (teoria zaburzeń.
2. Elementy teorii grup, symetria punktowa; symetria translacyjna, sieć krystaliczna, twierdzenie Blocha, opis pasmowy, model ciasnego wiązania, funkcje Wanniera, przejście Motta, wzbudzenia kolektywne (polarony, ekscytony, itp.), struktura stanów elektronowych w krysztale.
3. Wiązania chemiczne – przestrzenny rozkład elektronów, wiązania walencyjne – struktura 
   Elektronowa drobin, teoria MO, elementy chemii kwantowej; kryształy jonowe, potencjał odpychający, stała Madelunga, termodynamika i własności elektronowe kryształów jonowych, istota wiązania metalicznego.
4. Efekt pola krystalicznego, parametryzacja potencjału.
5. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią, perturbacje zależne od czasu – teoria promieniowania, polaryzowalność – rozpraszanie Rayleigha i Ramana.
6. Dynamika sieci a stany elektronowe – efekt Jahna-Tellera.
7. Elementy teorii sprężystości kryształów.

Mechanika kwantowa
prof. dr hab. Tadeusz Kopeć

1. Promieniowanie termiczne, cialo doskonale czarne widma absorpcyjne i emisyjne zdolność emisyjna
2. Prawa Kirchhoffa, Wiena, Boltzmanna, katastrofa w ultrafiolecie
3. Wyprowadzenie wzoru Planka na rozkład energetyczny promieniowania ciała doskonale czarnego
4. Korpuskularna i falowa natura materii, hipoteza de Broglie, model atomu Bohra
5. Koncepcja funkcji falowej. Heurystyczne wyprowadzenie równania Schroedingera
6. Operatory w mechanice kwantowej, przykłady, własności. Zasada nieoznaczoności
7. Probabilistyczna interpretacja funkcji falowej, wartości oczekiwane i obserwable w mechanice kwantowej
8. Symetrie w mechanice kwantowej
9. Związek generatorów grup symetrii z operatorami reprezentującymi obserwable.
10. Operatory energii, pędu i położenia: własności
11. Operatory momentu pędu i spinu: własności
12. Oscylator harmoniczny: rozwiązanie równania Schroedingera w przestrzeni położeń.
13. Oscylator harmoniczny: rozwiązanie w reprezentacji liczb obsadzeń, operatory kreacji i anihilacji.
14. Koncepcja drugiego kwantowania z użyciem operatorów kreacji i anihilacji w fizyce ciała stałego
15. Koncepcja kwaziczastki (fononu) na przykładzie sieci drgającej w opisie drugiego kwantowania

Elektron w ciele stałym
prof. dr hab. Zygmunt Henkie

1. Cząsteczki i fale; ogólne własności fal
   Klasyczny opis elektronu, światła i energii
   Falowy opis elektronu – podstawowe własności
   Równania falowe
   Fale biegnące i stojące
   Fale poprzeczne i podłużne
   Fale w strunie – odbicie i przechodzenie fal
   Fale w pręcie
2. Fale drgań sieci
   Fale poprzeczne sieci jednowymiarowej
   Krzywe dyspersji fal sieciowych
   Fale podłużne sieci jednowymiarowej
   Gęstość stanów dla fal sieciowych 
   Fale w jednowymiarowej sieci dwuatomowej
   Absorpcja resztkowa
3. Fale materii
   Równanie falowe Schroedingera 
   Rozwiązywanie równań falowych
   Model swobodnych elektronów ograniczonych barierami
   Fizyczna interpretacja funkcji falowych
   Odbicie, przechodzenie i tunelowanie fal elektronowych
   Oscylator harmoniczny
   Atom wodoru
   Układ okresowy pierwiastków
4. Model elektronu swobodnego 
   Jakie energie są dozwolone?
   Gęstość stanów dozwolonych w funkcji energii
   Prawdopodobieństwo obsadzenia stanu
   Fotoemisja 
   Termoemisja
   Elektroemisja
   Ciepło właściwe
5. Pasma energii
   Wiązania chemiczne a pasma wzbronione
   Jednowymiarowy potencjał periodyczny
   Przybliżenie ciasnego wiązania
   Wpływ periodycznego potencjału na swobodne elektrony
   Gęstość stanów w paśmie
   Formy przedstawiania pasm
   Prędkość elektronu
   Masa efektywna
   Elektrony i dziury
6. Semimetale i półprzewodniki
   Struktura pasmowa semimetali i półprzewodników
   Energia Fermiego w granicy silnej degeneracji i granicy klasycznej
   Półprzewodniki samoistne 
   Półprzewodnik domieszkowy
   Ruchliwość i przewodnictwo
   Półprzewodnik silnie domieszkowany - Th₃As₄
   Pasmo domieszkowe – granica ruchliwości
   Punkty kompensacji
7. Rodzaje przewodnictwa
   Przewodnictwo jonowe
   Przewodniki superjonowe
   Przewodnictwo elektronowo-jonowe
   Model hoppingowy przewodnictwa jonowego
   Hoppingowe przewodnictwa elektronów w paśmie stanów zlokalizowanych
   Coulomb’owska przerwa w paśmie stanów zlokalizowanych
8. Opis elektronów w metalu
   Przestrzeń wektora falowego
   Strefa Brillouina
   Powierzchnia Fermiego w konstrukcji Harrisona
   Kwantowanie w polu magnetycznym
   Wyznaczanie powierzchni Fermiego metoda de Haasa van Alphena
   Powierzchnie Fermiego w U₃P₄ i U₃As₄
9. Metody wyznaczania przewodnictwa elektrycznego
   Metoda trójprzewodowa
   Czteropunktowa konwencjonalna metoda
   Metoda van der Pauwa
   Wyznaczanie wzajemnie prostopadłych tenzorów oporu – metoda Montgomery’ego
   Błędy wynikające z rozmieszczenia elektrod
   Niskotemperaturowe pomiary oporu elektrycznego
10. Współczynniki transportowe a mechanizmy rozpraszania
    Ogólne omówienie podstawowych współczynników 
    Prawo Ohma
    Czas relaksacji
    Reguły sumowania współczynników
    Zjawiska termoelektryczne
    Badania efekty Halla
    Związki pomiędzy współczynnikami transportu – relacje Onsagera
    Rozpraszanie na akustycznych falach sieci w jedno i dwupasmowym przewodniku
    Rozpraszanie na defektach strukturalnych statycznych i dynamicznych
    Przewodnik wąskopasmowy
    Metale prawie magnetyczne – rozpraszanie lokalnych fluktuacjach spinowych
11. Współczynniki transportowych w magnetykach.
    Rozpraszanie na domieszce magnetycznej – efekt Kondo
    Ferromagnetyk
    Antyferromagnetyk
    Rozpraszanie krytyczne
    Anomalny efekt Halla
    Magnetoopór magnetyków

Metody badawcze w fizyce ciała stałego
cykl wykładów

1. Badania strukturalne: metody dyfrakcyjne - M. Wołcyrz
2. Transmisyjna mikroskopia i dyfrakcja elektronowa - L. Kępiński
3. Spektroskopia Ramana i w podczerwieni - M. Mączka
4. Laserowe źródła światła - W. Ryba-Romanowski
5. Magnetyczne metody rezonansowe - H. Drulis i O. Żogał
6. Wybrane zagadnienia z fizyki powierzchni ciała stałego - P. Godowski
7. Efekty kwantowo-oscylacyjne - Z. Henkie
8. Metody badań zjawisk cieplnych - A. Jeżowski
9. Makroskopowe metody magnetyczne - D. Kaczorowski i W. Suski
10. Eksperymentalne metody badania struktury elektronowej metali - G. Sznajd

OPIEKUN STUDIUM