Física dos Novos Materiais
Código
11521
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Física
Créditos
3.0
Professor responsável
Gregoire Marie Jean Bonfait, João Paulo Lança Pinto Casquilho
Horas semanais
2
Total de horas
28
Língua de ensino
Português
Objectivos
Dar uma idéia de como os conhecimentos de Física adquiridos são aplicados a fenómenos físicos muito importante com aplicações em engenharia. Encontra-se dividida em 2 módulos:
- Supercondutividade
- Física dos cristais líquido
- Sistemas de dimensionalidade reduzida (0D, 1D, 2D)
Pré-requisitos
1º ciclo
Física do Estado Sólido
Conteúdo
Supercondutividade
I- Fenomenologia da supercondutividade.
Resistividade e efeito Meissner, Diagramas da fase, Supercondutores de tipo I e II.
II- Introdução às teorias fenomenológicas.
Teoria de London. Comprimento de penetração do campo. Teoria de Ginzburg-Landau: energia livre “à la Landau”, parâmetro de ordem, equações de Ginzburg Landau, comprimentode coerência, vórtices, Bc1 e Bc2.
III- Aplicação às bobinas supercondutoras
Resistência dos supercondutores, ancoragem dos vórtices, correntes críticas, tecnologia dos fios supercondutores, cálculo de uma bobina
Cristais Líquidos
I – Introdução aos Cristais Líquidos
Introdução à ordem líquida cristalina e classificação das fases mesomorfas.
II – Teorias de campo médio da fase nemática
Teoria de Maier-Saupe da transição de fase nemática-isótropa de cristais líquidos termotrópicos. Analogia com a Teoria de Weiss do ferromagnetismo. Teoria de Landau-de Gennes.
III – Teoria fenomenológica da transição de fase esmética A - nemática
Teoria de de Gennes da transição de fase esmética A - nemática. Analogias com as transições de fase em superfluidos e em supercondutores.
IV – Introdução à teoria contínua da fase nemática
Anisotropia óptica e anisotropia diamagnética da fase nemática. Energia livre de deformação de Frank. Introdução à teoria de Leslie-Ericksen e equação do director nemático.Transição de Freedericksz. Aplicações a dispositivos ópticos e ao estudo por RMN da fase nemática.
Sistemas físicos nano de dimensionalidades 0D (3D), 1D e 2D
I- Fulerenos
Números mágicos, estrutura electrónica. Propriedades eléctricas e ópticas. Quantum dots.
II- Nanotubos de carbono
Chiralidade. Propriedades eléctricas.
III- Grafeno
Estrutura electrónica. Propriedades eléctricas e ópticas. Aplicações.
Bibliografia
Casquilho, J.P e Cortez Teixeira P.I.., Introdução à Física Estatística, IST Press, Coleção Ensino da Ciência e da Tecnologia (2011)
Internet
Slides/apontamentos do Prof. Bonfait
Método de ensino
Aulas teóricas e exercícios de aplicação.
Método de avaliação
3 testes (1,5 hora)