STG-PHYS-07-Physique du solide

  • ue-sec-stg-phys-07
  • Génie Climatique et Energétique

Semestre : 5

Responsable(s) du contenu pédagogique
  • Emilie STEVELER
Total coefficients : 2
Total heures : 25,5 (13,5 cours, 12 TD)
Total heures travail personnel : 32

Prérequis

Avoir les connaissances de base en électromagnétisme et électricité (champ électrique, champ magnétique, courant...).


Objectif

- Maîtriser les propriétés électroniques fondamentales des matériaux :
* conductivité / résistivité / résistance
* transport des charges dans un matériau (dérive sous champ électrique, diffusion)

- Comprendre le fonctionnement et les domaines applicatifs des différents types de matériaux (diélectriques, métaux, semiconducteurs) :
* stockage de l'information
* aimant permanent
* transformateur
* détecteur de photons
* capteur de pression
* couche antireflet
* cellule photovoltaïque...


Compétences attendues

Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Connaître et expliquer les concepts théoriques relatifs à un large champ de sciences fondamentales
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de méthodes analytiques ou numériques
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité


Programme

Partie 1 : La physique fondamentale des matériaux
1.1 Des éléments aux matériaux
1.1.1 Le tableau périodique
1.1.2 Les propriétés des particules élémentaires
1.1.3 Les liaisons interatomiques
1.2 Les matériaux
1.2.1 Les niveaux d'nergie, théorie des bandes
1.2.2 Distribution de Fermi-Dirac
1.2.3 Propriétés électriques des matériaux

Partie 2 : Les types de matériaux : propriétés et applications
2.1 Les métaux
2.2 Les isolants
2.3 Les ferroélectriques (piézoélectriques et pyroélectriques)
2.4 Les ferromagnétiques
2.5 Les semiconducteurs


Mode d'évaluation

Une interrogation écrite (45 min) au milieu du semestre (1/3 de la note finale).
Un contrôle écrit (1h20) en fin de semestre (2/3 de la note finale).


Bibliographie

- Physique de l'tat solide, Kittel, Dunod
- Physique des solides, Ashcroft et Mermin, EDP Sciences



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