La fisica dello stato solido è la più ampia branca della fisica della materia condensata e riguarda lo studio delle proprietà elettroniche, meccaniche, ottiche e magnetiche dei solidi. Il grosso della ricerca teorica e sperimentale della fisica dello stato solido si concentra sui cristalli, a causa della loro caratteristica struttura atomica periodica, che ne facilita la modellizzazione matematica, e il loro ampio utilizzo tecnologico.
Questa disciplina emerse come settore riconosciuto della fisica intorno agli anni quaranta del XX secolo, in particolare dopo la seconda guerra mondiale.
Descrizione
Il punto di partenza di gran parte della teoria nell'ambito della fisica dello stato solido è la formulazione di Schrödinger della meccanica quantistica non relativistica. La teoria si colloca generalmente all'interno dell'approssimazione di Born - Oppenheimer e dalla struttura periodica del reticolo cristallino si ricavano le condizioni periodiche di Born-von Karman e il Teorema di Bloch, che caratterizza la funzione d'onda nel cristallo.
Le deviazioni dalla periodicità sono trattate ampiamente tramite approcci perturbativi o con altri metodi più innovativi, quali la rinormalizzazione degli stati elettronici. Un corpo allo stato solido ha una forma propria che non si può modificare se non deformandolo, occupa uno spazio ben preciso e quindi ha un volume proprio e non è comprimibile.
Con il termine stato solido in elettronica ci si riferisce in generale a tutti i dispositivi a semiconduttore. A differenza dei dispositivi elettromeccanici, quali ad esempio i relè, i dispositivi a stato solido non hanno parti meccaniche in movimento.
Il termine viene utilizzato anche per differenziare i dispositivi a semiconduttore dai primi dispositivi elettronici, cioè valvole e diodi termoionici, poiché in questi ultimi la corrente scorre nel vuoto (per questo motivo, le valvole sono anche dette "tubi a vuoto", in inglese "vacuum tube") ed è costituita solo da elettroni, anziché scorrere all'interno di in un materiale solido e ad essere costituita anche da lacune, oltre che elettroni.
Note
Bibliografia Charles Kittel, "Introduzione alla fisica dello stato solido", CEA editrice, 2008. ISBN 88-08-18362-9 Neil W. Ashcroft, N. David Mermin, "Solid State Physics", Brooks Cole, 1976. ISBN 0-03-083993-9
Voci correlate
Chimica dello stato solido e delle superfici Solido amorfo Reticolo cristallino Reticolo di Bravais Quasicristallo Cristallografia a raggi X Superconduttività Magnonica Principali campi di applicazione: Cristallografia Fisica dei semiconduttori Ferromagnetismo Scienza delle superfici Ionica dello stato solido
Proprietà meccaniche: Elasticità (meccanica) Fonone Modello di Debye Effetto Mössbauer Effetto Snoek
Struttura elettronica: Modello di Drude Modello di Sommerfield Energia di Fermi Teorema di Bloch Modello di Kronig-Penney Teoria delle bande Banda proibita Banda di valenza e di conduzione Massa efficace Lacuna (fisica) Eccitone
Trasporto elettronico: Conduzione Effetto Hall
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