sollidstatefysik

Sollidstatefysik, ofta kallad solid state physics i internationella sammanhang, är studiet av de fysiska egenskaperna hos fasta ämnen där elektronerna rör sig i ett regelbundet kristallgitter. Forskningen fokuserar på elektronernas bandstruktur, bandgap och hur dopning, defekter och latticevibrationer (fononer) påverkar materialens elektriska, termiska och optiska egenskaper. Nyckelbegrepp inkluderar ledare i metaller och halvledare, transport i halvledare och optoelektroniska processer, samt fenomen som magnetism, supraledning och topologiska tillstånd.

Inom sollidstatefysik används teoretiska verktyg som kvantmekanik, bandteori och tight-binding-metoden, samt datorbaserade först-princip-beräkningar som density functional theory. Experimentella metoder omfattar mätningar av elektrisk ledning och termisk konduktivitet, röntgendiffraktion, ARPES för bandstrukturer, samt scanning tunneling microscopy (STM) och spektrala tekniker.

Praktiska tillämpningar är breda och inkluderar halvledare och mikroelektronik, solceller, LEDs, sensorsystem och fotonik. Materialutveckling i sollidstatefysik driver förbättringar av prestanda, minnesenheter och energihushållning. Fältet är tvärvetenskapligt och nära kopplat till kemi, materialvetenskap och teknik, med kontinuerlig framväxt av nya material som ger nya funktioner i fasta system.