Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 51 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Lenguas de uso Castellano, Gallego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Departamento externo vinculado a las titulaciones
Áreas: Área externa M.U en Investigación Química y Química Industrial
Centro Facultad de Química
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
- Comprender los aspectos fundamentales de la teoría de sólidos, en lo relacionado con la estructura electrónica y la red cristalina.
- Utilizar las relaciones existentes entre los aspectos fundamentales de la teoría y de las distintas propiedades electrónicas y de la red observadas experimentalmente.
- Comprender la influencia de la dimensionalidad del sistema sobre dichas propiedades.
TEMA 1. Modelos clásicos y cuánticos de electrones libres: el modelo de Drude y el modelo de Sommerfeld. Efecto del potencial periódico de la red en las propiedades del gas de electrones.
En este primer tema se introducen las aproximaciones para obtener la conductividad eléctrica, térmica y el efecto Hall en un gas de electrones libres. A continuación se describe el efecto de la cuantización de la energía y el principio de exclusión de Pauli sobre la estadística electrónica y las propiedades del modelo de electrones libres: el modelo de Sommerfeld. El calor específico, y la conductividad eléctrica. Se describen los inconvenientes de los modelos de electrones libres y la necesidad de tener en cuenta la interacción de los electrones con el potencial periódico de la red cristalina para describir sistemas reales.
A continuación se explican las zonas de Brillouin, el teorema de Bloch y se formula una teoría de bandas para electrones libres. Densidad de estados electrónicos.
Por último se demuestra como la aparición de gaps de energía prohibida en las bandas de estados electrónicos son una consecuencia de la interacción con ese potencial periódico.
TEMA 2. Cuantización de la energia de red: fonones
En este tema se explica la cuantización de la energía de red y se calcula la relación de dispersión para una red monoatómica unidimensional en la aproximación del oscilador armónico (velocidad del sonido y conductividad térmica).
Se introduce el efecto de romper la simetría (dos átomos distintos, más de una dimensión, etc) sobre la relación de dispersión: modos ópticos y acústicos.
Se introduce el modelo de Debye para la conductividad térmica y la expansión térmica.
TEMA 3. Técnicas experimentales en la determinación de propiedades de transporte eléctrico y térmico.
Se explicarán los aspectos fundamentales de las principales técnicas experimentales en la determinación de propiedades de transporte eléctrico y térmico en sólidos: conductividad eléctrica, conductividad térmica, poder termoeléctrico y efecto Hall.
TEMA 4. Fenómenos cooperativos en aislantes: Ferroelectricidad y Magnetismo localizado.
Se introducen los fenómenos de polarización y el concepto de constante dieléctrica. Se hará un tratamiento general de este fenómeno para que los estudiantes comprendan la relación en el tratamiento de fenómenos similares como la susceptibilidad magnética.
Ecuación de Claussius-Mossotti y ecuación de Debye (dipolos inducidos y permanentes).
Origen de los materiales ferroeléctricos y su fenomenología. Efecto del tamaño del sistema sobre la ferroelectricidad.
El origen del momento magnético y los distintos tipos de respuesta a un campo aplicado. La función de Brillouin.
Interacción de intercambio y el origen de la magnetización espontánea: Ferromagnetismo.
Efecto de la energía magnetostática sobre la energía total del sistema y la formación de dominios magnéticos. Sistemas monodominio y fenomenología de sistemas magnéticos nanoestructurados.
TEMA 5. Propiedades ópticas de materiales: aspectos generales. Propiedades ópticas de metales y semiconductores.
Plasmones: excitaciones del gas de electrones libres. Cálculo de la frecuencia de resonancia de plasma en un metal. Plasmones masivos, superificiales y localizados. Teoría de Mie y teoría de Gans. Métodos numéricos. Efecto de la reducción de la dimensionalidad sobre las propiedades ópticas. Band gaps directos e indirectos. Excitones. Puntos cuánticos (nanopartículas) etc.
- S. Elliot: "The Physics and Chemistry of Solids"
- P. A. Cox: "The Electronic Structure and Chemistry of Solids"
- J. M. Ziman: "Principles of the Theory of Solids"
- J. B. Goodenough: "Magnetism and the Chemical Bond"
- C. F. Bohren and D. R. Huffman: “Absorption and Scattering of light by small particles”
- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones –y los conocimientos y razones últimas que las sustentan– a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
- Identificar información de la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información para plantear y contextualizar un tema de investigación
- Utilizar terminología científica en lengua inglesa para argumentar los resultados experimentales en el contexto de la profesión química
- Aplicar correctamente las nuevas tecnologías de captación y organización de información para solucionar problemas en la actividad profesional
- Valorar la dimensión humana, económica, legal y ética en el ejercicio profesional, así como las implicaciones medioambientales de su trabajo
ESCENARIO 1. Normalidad adaptada (sin restricciones a la presencialidad física)
A) Clases expositivas: El profesor expondrá en clase aquellos aspectos de la lección que considere fundamentales para la compresión y el desarrollo de las actividades que se propondrán. Durante las sesiones expositivas el profesor se servirá de diapositivas en Power Point que sirvan de guion para seguir la programación. Habitualmente estas clases seguirán los contenidos de un Manual de referencia propuesto.
B) Clases interactivas - Seminarios: Clase teórico/práctica en la que se proponen y resuelven aplicaciones de la teoría, problemas, ejercicios… Se espera que el alumno participe activamente en estas clases de distintas formas: preparación de trabajos en grupo, entrega de ejercicios al profesor (algunos de los propuestos en boletines de problemas que el profesor entrega a los alumnos con la suficiente antelación); resolución de ejercicios en el aula, etc.
ESCENARIO 2. Distanciamiento (con restricciones parciales a la presencialidad física)
Se mantiene la forma de repartir la docencia entre sesiones expositivas e interactivas, lo único que se modifica es la forma en la que estas sesiones serán realizadas y en el tipo de interacción entre profesores y alumnos.
Las clases expositivas se harán de forma telemática y se emplearán las herramientas de la USC: Aula virtual (Moodle) y MS Teams.
Los seminarios se realizarán combinando al 50% las sesiones presenciales y telemáticas. Para estas últimas se empleará el Aula virtual y MS Teams. En las sesiones presenciales se mantendrá la distancia mínima de seguridad. Serán sesiones más cortas para permitir la rotación de los subgrupos en caso de que fuese necesario.
Las tutorías serán telemáticas y se empleará el Aula virtual y MS Teams.
ESCENARIO 3. Cierre de instalaciones (imposibilidad de impartir docencia presencial)
Las clases expositivas se harán de forma telemática y se emplearán las herramientas de la USC: Aula virtual (Moodle) y MS Teams.
Los seminarios se realizarán de forma telemáticas mediante el uso del Aula virtual y MS Teams. Las tareas completadas durante estas sesiones que deban ser corregidas se entregarán a través del Aula virtual.
Las tutorías serán telemáticas y se empleará el Aula virtual y MS Teams.
ESCENARIO 1. Normalidad adaptada (sin restricciones a la presencialidad física)
La evaluación se hará atendiendo a dos aspectos:
• Evaluación continua: 40 % (Actividades propuestas por el profesor en seminarios y tutorías, controles y tests de evaluación, etc)
• Examen final: 60%
La nota de evaluación continua solamente se obtendrá mediante participación “activa” en las actividades que configuran dicha evaluación (presentaciones en clase, resolución de problemas en clase,…), de manera que se demuestre que se han adquirido los conocimientos fijados para cada una de dichas actividades.
El examen final incluirá cuestiones teóricas y problemas relacionados con la materia incluida en el programa de la asignatura, independientemente de si dicha materia fue trabajada en las clases expositivas, interactivas o prácticas. El examen será calificado sobre un total de 10 puntos.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
ESCENARIO 2. Distanciamiento (con restricciones parciales a la presencialidad física)
El sistema de evaluación no sufre ninguna modificación con respecto a lo ya indicado en el apartado correspondiente al escenario 1. Se mantienen los mismos porcentajes de evaluación continua y examen para la obtención de la nota final de la asignatura.
La participación “activa” en las actividades que configuran la evaluación continua dependerá de la asistencia a las sesiones presenciales, de la implicación y participación durante las sesiones telemáticas y de las entregas efectuadas a través del Aula virtual.
El examen final de la asignatura se realizará de forma telemática empleando la herramienta Cuestionarios del Aula virtual combinada con sesión simultánea en MS Teams. Los contenidos que se evaluarán en el examen serán los mismos que los indicados para escenario 1.
ESCENARIO 3. Cierre de instalaciones (imposibilidad de impartir docencia presencial)
El sistema de evaluación no sufre ninguna modificación con respecto a lo ya indicado en el apartado correspondiente al escenario 1. Se mantienen los mismos porcentajes de evaluación continua y examen para la obtención de la nota final de la asignatura.
La participación “activa” en las actividades que configuran la evaluación continua dependerá de la implicación y participación durante las sesiones telemáticas y de las entregas efectuadas a través del Aula virtual.
El examen final de la asignatura se realizará de forma telemática empleando la herramienta Cuestionarios del Aula virtual combinada con sesión simultánea en MS Teams. Los contenidos que se evaluarán en el examen serán los mismos que los indicados para escenario 1.
El trabajo personal (no presencial) del alumno, se divide en 36 horas de estudio personal y 18 horas de actividades relacionadas con trabajos dirigidos y supervisados por el profesor.
• Es muy importante asistir a todas las clases.
• La resolución de problemas y ejercicios de autoevaluación es clave para el aprendizaje de esta materia. Puede resultar de ayuda empezar por los problemas resueltos en los manuales de apoyo y de referencia, para seguir después con los problemas propuestos al final de cada capítulo en el Manual de referencia.
• Es imprescindible consultar la bibliografía y tratar de completar con aspectos avanzados los conceptos más fundamentales que se expliquen en la clase.
En el escenario 2 se contemplan dos modalidades, presencialidade física al 100%, cuando se trate de grupos reducidos, y/o la organización docente lo permita; y combinación de 50% de presencialidade física y 50% telemática. En la modalidad combinada subdividiranse los grupos de expositivas, que tendrán docencia presencial alterna, es decir, la mitad del alumnado estará en el aula y la otra mitad seguirá la clase vía M. Teams. La implementación de la modalidad combinada estará condicionada la disponibilidad de espacios docentes suficientes.
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | - | Aula 2.11 |
| 08.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |