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PHYS-H-402 Physique de l'état solide (1ère partie)

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PHYS-H-402 - 19 Jun 2010

même questions que pour julien.
1) il faut dire que seulement les e- près de l'énergie de fermi entre en jeux dans la formule finale de g car df/de est nul loin de Efermi
2)Comment calculer la vitesse du son en fonction de la relation de dispersion? dérivée lorsque q=>0 de la branche acoustique longitudinale(longitudinal cf. Hermand)
A connaître absolument: les ordres de grandeurs

PHYS-H-402 - 18 Jun 2010

1) Savoir retrouver la distribution g_n hors équilibre
(démontrer la formule suffit largement et je n'ai utilisé que mes notes du cours) et le prof m'a juste demandé de rappeler l'effet Seebeck et Peltier
2) comparer Ge et KBr (ça ne change pas des autres postes)
3) Parler de l'effet d'écran et de Thomas-Fermi et seule sous-question : quel est l'être physique qu'on peut étudier (plasmons) + ordres de grandeurs typiques (ils sont dans le cours)
Dubus comme toujours n'est pas méchant du tout et aime bien vous donner un peu cours sur ce que vous n'auriez pas compris (comme en 3e en fait^^)
Dernier conseil : allez à son cours ! Il y a des indications supplémentaires comme l'effet Seebeck qui n'apparaît pas clairement par exemple !!!

PHYS-H-402 - 20 Jun 2010

1. Comme Julien
2. Comme Julien
3. Interaction electron-electron : Hartree-Fock, calcul de perturbation

PHYS-H-402 - 14 Jun 2009

Première question : Retrouver, expliquer et interpréter la fonction de distribution hors équilibre thermique (g_n(r,k,t) ) et aller jusqu'à l'équation 13.19 de l'A-M. Il faut pouvoir interpréter chaque terme de cet équation. En gros, le eE c'est un champ électrique extérieur, le Grad µ est plus compliqué : en fait on aura un gradient du potentiel chimique si par exemple la composition du matériau varie spatialement, dès lors la variation de densité électronique induit une sorte de champ électrique interne au matériau, en effet à une constante près qui est la charge de l'électron, le champ électrique et le grad µ ont le même poids dans l'équation. Enfin le troisième terme concerne juste un gradient de température tout simple.
Sous-question : c'est quoi l'effet thermoélectrique + exemple (genre peltier + dire à quoi ça sert)
Deuxième question : Description et analyse du diagramme des modes dans KBr et Ge. (voir Luna ci-dessous)
Troisième question : Effet d'écran et approximation de Thomas-Fermi, en gros recopier (en comprenant bien sûr) les 4-5 pages des notes manuscrites sur le sujet. Il a bien aimé que je lui parle des conséquences de cette approximation (plus de singularité près de la surface de fermi, confortation du modèle des e- indépendants) et de ses limitations (rs <<1 alors qu'expérimentalement rs est compris entre [2,6])
Sous-question : qu'elle est le formalisme plus compliqué qui est développé pour palier aux difficultés rencontrées dans l'approx T-F : les PLASMONS et dire un peu c'est quoi.
Dernier conseil : soyez succints 😉

PHYS-H-402 - 13 Jun 2009

1) Décrire la trajectoire d'un électron de Bloch dans un champ d'induction, dans l'esapce des k et des r. Parler des trajectoires ouvertes
question subsidiaire: dans quel matériau on a des trajectoires ouvertes:? rep: dans ceux où les surfaces de Fermi "sortent" de la première ZB => cous entre les différentes surfaces de Fermi. Ex: les métaux nobles
2) Description et analyse du diagramme des modes dans KBr et Ge. Combien de branches (6 acoust. 3 opt.) et pourquoi? (2 atomes par maille, dans les 3 directions de l'espace = 6 modes acoustiques. 1 maille diatomique dans les 3D de l'espace = 3 modes optiques)
pourquoi on ne voit de 4 courbes? parce que les modes transverses sont exactement égaux a cause de la symétrie de rotation du cristal
3) Traitement de l'interaction électron-électron comme une perturbation (approx de Hartee-Fock) et expliquer pourquoi on a E1 qui n'est pas nul. (Attention: dans le calcul de E1, on tient implicitement compte du principe d'exclusion de Pauli qui dit que 2 électrons de spin anti-parallèles ne se répulsent pas (peuvent avoir le même k ) car se système est déjà anti-symétrique de par leur différents spins. Du coup comme ils peuvent occuper les mêmes lieux, le "fond négatif " du aux electrons de même spin est uniforme. C'est le fait qu'on ait des spins parallèles qui implique qu'on ai des densité de charge non-uniforme (car alors le principe de Pauli exige qu'ils n'occupent pas la même place dans l'espace des k). Dans le calcul de E1, on somme sur les k et k' différents, ce qui veut dire implicitement qu'on ne tient compte que des électrons avec spins parallèles et c'est pour ça que E1 n'est pas nul, comme on pourrait s'y attendre si on considère que les électrons forment un "fond" uniforme.
(si vous avez pas compris, aller demander a Dubus, c'est trop compliqué de l'écrire...)
Bon sinon, en ayant lu le cours une fois , en l'ayant compris dans l'ensemble, et en sachant plus où moins où se situent les trucs, y'a moyen de s'en sortir avec son temps de préparation. Par contre, les questions subsidiaires, j'en dirais pas autant... faut avoir lu ET COMPRIS TOUTES LES SUBTILITéS du cours, ce qui est autrement plus solide... Mais il est sympa comme un Dubus digne de ce nom, et c'est cool on apprend plein de trucs quand il répond aux questions à notre place... =P
Bon courage!

PHYS-H-402 - 14 Jun 2008

Tout d'abord un grand bonjour à Mr Dubus qui je le sais, est friand de petites histoire d'oraux.
J'ai eu d'abord la comparaison de l'énergie de cohésion pour un cristal ionique et moléculaire et puis la comparaison des phonons dans un cristal de KBr et de Ge.
Pour cet examen, lire les chapitres concernés du A&M est a mon avis une bonne idée. Les notes de cours couvrant uniquement la deuxième moitié. Vous pourrez trouver dans certains chapitres du A&M la même théorie que dans le syllabus de la deuxième partie, cela peut serivr si vous souhaitez avoir deux vues différentes( mais ce n'est pas nécessaire).
Cette année, on a vu les chapitres 12, 13, 14, 15, 19, 20 et le syllabus couvre le reste de la matière (on trouve aussi cette matière dans les chapitres 22, 23, 24, 25, 26 et 17 du A&M)

PHYS-H-402 - 11 Jun 2008

1)Fonction de distribution dans l'approximation du temps de relaxation. (faire un beau résumé de tout le chapitre 13)
2)Méthode de Hartree-Fock pour un gaz d'électrons.

PHYS-H-402 - 11 Jun 2008

1) Fonction de distribution hors équilibre
2) Séparation des phonons TO et LO pour le KBr

PHYS-H-402 - 26 Jun 2007

Discuter des termes de la fonction de distribution hors équilibre thermique et comment fait-on pour calculer à partir de ça la conductivité électrique.
sous - question : quels sont les effets thermoélectriques.(voir H&M p. 290 et après)
L'approximation de Hartree-Foch : validité dans tous les sens. (p.2.2.8 environ)
sous question : que fait l'effet d'écrantage de la force de coulomb.
Soyez succints (c'est un conseil qu'il donne toujours mais qu'il ne faut jamais suivre)
Bonne chance

PHYS-H-402 - 25 Jun 2007

Bon, benh en fait idem ... la meme chose que Lau.
Bon courage à vous pour la toute fin qui approche à grand pas ... 😉

PHYS-H-402 - 25 Jun 2007

La matière c'est du solide, mais si vous arrivez pas dans un état gazeux ya pas de raison de se liquéfier non plus! hum... donc:
- Comparez (brièvement, succintement, etc...) les propriétés des alcalins et des métaux nobles
-> 1 électron de conduction mais influence non-négligeable des bandes d pour les nobles, ce qui déforme la sphère de Fermi en une surface touchant la 1ère ZB; on voit cela par effet dH-vA et cela se traduit par une magnétorésistance variable selon la direction car orbites ouvertes. Ensuite il m'a demandé de lui parler des propriétés optiques: pourquoi le cuivre est-il rouge? (c'est dans A&M)
- Les phonons
-> je vous la refais pas... questions traditionnelles: combien de branches, comparaison Ge et KBr, y a-t-il des branches optiques pour Al? Il m'a aussi demandé comment on mesure des relations de dispersion de phonons (diffraction de neutrons thermiques). Sur ce on était très triste de pas avoir un pti réacteur nucléaire à disposition au square G, peut-être que quand on sera à la Plaine dans 150 ans on sera mieux équipé 🙂
Comme vous le voyez l'ambiance est détendue. En plus si vous aimez les examens à rallonge vous allez être déçus, je suis resté moins de 3/4h pour tout boucler. Le bonheur, en somme.

PHYS-H-402 - 25 Jun 2007

meme question que les autres!!!
sino il est tres sympa! courage c bientot la fin!!!

PHYS-H-402 - 25 Jun 2007

C'est dingue on dirait mes questions?!?
-M'as demandé dans quel système d'unités sont les équations semi-classique (dans H&M on est en CGS)
-Dans quel cas on a une sphère de Fermi bien belle, bien ronde (Pour les métaux alcalins)
-C'est quoi la figure sur le H& M. (une première zone de Briloin avec ça surface de Fermi (!!je suis pas sur de ça)) et dans quel cas on rencontre ça? (Pour les métaux nobles)et quels effets ça permet d'observer? (Rapport à la mégnétoresistance des labos)
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Pour les phonons,
M'as demandé si il y avait des phonons optiques dans le cristal de magnésium. ...J'ai demandé comment craistalisait le Mg... en struct. diamant donc ya des optiques.
Vous avez tout le temps que vous voulez.

PHYS-H-402 - 25 Jun 2007

meme question que Nathan sauf que moi il m'a quasiment pas interrogé : j'avais écrit pas mal faut dire. J'avais 4 feuilles recto verso et la moitié d'une face. Toujours aussi cool que l'année passé

PHYS-H-402 - 25 Jun 2007

Je viens de passer l'examen de Mr.Dubus et voici mes tites questions :
Sans surprise j'ai envie de dire :
- Electrons de Bloch dans champ d'induction. Il pose tout plein de petites questions sur le chapitre 12 (+ graphe sur l'intensité de la magnétorésistance dans le chapitre 15 sur les surfaces de Fermi des métaux nobles). (genre : "quel intensité de champ devez-vous appliquer pour observer de tels comportements")
- Tout sur les phonons. Rien à signaler, je suis parti de l'intro en expliquant ce que ça représentait, pour enchaîner sur tout ce qu'il y a à dire sur les optiques, acoustiques, relations de dispertion, ordre de grandeur, exemple de la chaîne linéaire diatomique. Je l'ai laissé venir sur la comparaison Ge-KBr...
Pour le reste Mr. Dubus reste égal à lui-même, gentil, pas stressant, et il donne vraiment les points si vous connaissez la matière! A s'y rendre le sourire aux lèvres...

PHYS-H-402 - 8 Jun 2006

Expliquer brièvement comment les états électroniques d'un matériau à électrons libres sont modifiés lorsque l'échantillon est soumis à un champ d'induction B. Expliquer comment les niveaux sont peuplés et comment ce peuplement évolue avec l'intensité de B.
Calculer le rapport critique r>/r< pour une structure ZnS.
Calculer les relations de dispersion de phonons pour une chaine linéaire à 2 atomes de base différents (masses m et M).
Décrire brièvement l'approximation de Hatree-Fock pour un gaz d'électrons en interactions.
Voila

PHYS-H-402 - 7 Jun 2006

En ce qui concerne ces question, ça vaut peut-être la peine de préciser que le ZnS n'est rien d'autre que la blende... parce que quand on étudie dans le A&M version française, ils ne parlent jamais de ZnS mais toujours de blende, et après un an, c'est un truc qu'on oublie facilement!
revoyez bien vos ordres de grandeur, style l'énergie des phonons, des plasmons, la longueur d'écrantage, etc.
les petites questions sont parfois un peu stressantes, surtout quand elles s'écartent du sujet préparé! mais quand ça "coince" dans le raisonnement, il donne des indices, donc no problem.

PHYS-H-402 - 7 Jun 2006

Petit ajout au post n°4 de ce matin.
Voici les questions qu'il pose après que l'on lui ai déballé ce qu'il est écrit dans le cours.
- Comparaison des surfaces de Fermi
Combien de "cous" y a-t-il dans la pseudo-sphère pour les métaux nobles (8), à quoi ressemble la première zone de Brilloin (faces hexagonales + faces carrées)? A quel effet physique (mesurable) cela mène-t-il (variation de la magnétorésistance de par la création d'orbites ouvertes et donc de directions privilégiées)?
- Rapport critique
Le réseau ZnS est un cristal où le Zn occupe les positions d'un cfc et où chaque souffre est à égale distance de 4 Zn (on peut remplacer le Zn par le S, ça ne change rien). On a donc un tétrahèdre dont les quatre sommets sont du Zn et avec un S au centre. Le reste, c'est de la trigonométrie. Pour aller vite, calculer r> + r< et r>, puis trouver le rapport en critique.
- Debye et Einstein
Existe-t-il toujours des phonons acoustiques (oui)? Existe-t-il toujours des phonons optiques (non. on a besoin de plus d'un atome par maille. ex: Al ne possède pas de phonons optiques)?
- Thomas-Fermi
Il ne pose pas de questions sur les valeurs de rs et l'approximation de linéarisation qui ne devient plus valable pour les métaux, mais s'intéresse seulement à la longueur d'écrantage.
Ordres de grandeur: longueur d'écrantage: 1 Angström, distance e-e: 1 Angström (parce que ces valeurs sont identiques, on peut faire l'approximation de particules indépendantes une fois dépassée la longueur d'écrantage), phonon: 10-2 eV, plasmon: 10 à 20 eV (plasmons apparaissant de l'interaction e-e).
Puis sinon, comme d'hab, très sympa et absolument pas stressant.

PHYS-H-402 - 7 Jun 2006

Bonjour, voici les questions qu'on a eues ce matin :
1) Comparer brièvement les topologies des surfaces de Fermi des métaux alcalins et des métaux nobles.
2) Calculer le rapport critique r>/r< pour une structure ZnS.
3) Comparer les modèles de Debye et d'Einstein pour la contribution à la chaleur spécifique des vibrations thermiques du cristal.
4) Expliquer brièvement l'approximation de Thomas-Fermi pour les métaux.
Faites-ça bien,
Antoine

PHYS-H-402 - 6 Jun 2006

4 questions à faire au tableau ou sur feuille :
-décrire la trajectoire d'un electron de Bloch ds un champ d'induction constant et uniforme
-calculer le rapport critique r>/r< pour une structure CsCl
-Comparer les relations de dispersion de phonon pour des cristaux Ge et de KBr
-Expliquer brièvement ce que sont les plasmons et calculer (à la louche:p) leur relation de dispersion.
il pose des petites questions après qu'on lui aie tout laché. revoyer aussi vos ordres de grandeur il aime.
Ben

PHYS-H-402 - 6 Jun 2006

Idem 😀

PHYS-H-402 - 6 Jun 2006

Salut tout le monde,
j'ai eu
1)Commenter la formule de la distr. g(t) dans l'approximation du temps de relaxation. Comment on arrive à la loi d'Ohm pour E uniforme et const.
2) Calculer la constante de Madelung pour une chaine linéaire d'atomes (identiques dans l'énoncé, mais c'est faux par définition, dc pas identiques...:))
3)Comparer les relations de dispersion de phonons pour les cristaux de Ge et KBr.
4) Commenter l'approximation de Hartree-Fock pour les interactions e-e dans des métaux.


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