Estudiante

1

Departamento de F´
ısica, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile.
˜n
Las Palmeras 3425, Nu˜oa. Casilla 653, Correo 1, Santiago
fono: 562 678 7276
fax: 562 271 2973
e-mail: secretaria@fisica.ciencias.uchile.cl

Apuntes de un curso de

Introducci´n a la F´
o
ısica de S´lidos
o
Primera edici´n
o

Jos´ Rogan C.
e
Gonzalo Guti´rrez G.
e
Eduardo Men´ndez P.
e

´Indice general

1. Modelo de Drude de los metales.
1.1. Suposiciones b´sicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a
1.2. Conducci´n el´ctrica de corriente continua en un metal. .
o
e
1.3. Efecto Hall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Conductividad de corriente alterna en un metal. . . . . .
1.5. Propagaci´n de una onda electromagn´tica en un metal.
o
e
1.6.Plasmones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7. Efecto Seebeck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8. Conductividad t´rmica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
e

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2. Teor´ de Sommerfeld de los metales.
ıa
2.1. Introducci´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
2.2. Gas de Fermi a T = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Gas de Fermi a T = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3.1. Calor espec´
ıfico del gas de electrones. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2. Expansi´n de Sommerfeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
2.3.3. Potencial qu´
ımico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Modificaciones que sufre el modelo de Drude al considerar los electrones como
un gas de Fermi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .
2.4.1. El camino libre medio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2. Conductividad t´rmica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
e
2.5. La ecuaci´n de Richarson-Dushman para la corriente termoi´nica. . . . . . .
o
o
2.6. Justificaci´n del modelo de Sommerfeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
3. Fallas del modelo de electr´nlibre.
o
3.1. Introducci´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
3.2. Dificultades con el modelo de electr´n libre. . . . . . . . . . . . . .
o
3.2.1. predicciones inadecuadas en los coeficientes de transporte de
libre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2. Predicciones inadecuadas en termodin´micas estad´
a
ısticas. . .
3.2.3.Misterios fundamentales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3

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electr´n
o
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INDICE GENERAL

4
4. La red cristalina.
4.1. Red de Bravais. . . . . . . . . . . . . . . . .4.2. Redes c´bicas. . . . . . . . . . . . . . . . . .
u
4.2.1. Red c´bica simple (sc). . . . . . . . .
u
4.2.2. Red c´bica de cuerpo centrado (bcc).
u
4.2.3. Red c´bica de cara centrada (fcc). . .
u
4.3. Celdas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1. La celda primitiva. . . . . . . . . . .
4.3.2. La celda convencional. . . . . . . . .
4.3.3. La celda de Wigner Seitz. . . . . ..
5. La red reciproca.
5.1. Definici´n. . . . . . . . . .
o
5.1.1. Ejercicio. . . . . .
5.2. Ejemplos. . . . . . . . . .
5.2.1. Ejercicios. . . . . .
5.3. Primera zona de Brillouin.
5.4. Planos cristalinos. . . . . .
5.4.1. Teoremas. . . . . .
5.4.2. Demostraciones. . .
5.4.3. Planos. . . . . . . .
5.4.4. Direcciones. . . . .

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