En esta asignatura experimental se realizan prácticas asociadas a diversos contenidos teóricos de distintas asignaturas principalmente relacionadas con la física del estado sólido. Estas prácticas aportan una perspectiva complementaria a los fenómenos descritos en las materias teóricas.

El estudiante deberá ser capaz de realizar de manera autónoma experimentos, tratar los datos obtenidos, analizar críticamente los resultados y de extraer conclusiones.

Deberá conocer las técnicas y dispositivos experimentales utilizados en el laboratorio.

Deberá ser capaz de presentar formalmente, tanto de manera escrita como oral, los resultados de los experimentos realizados de forma clara y detallada.

Técnicas Experimentales IV (6ECTS, optativa, 4º curso)



1. Poder termoeléctrico

Descripción fenomenológica. Construcción y calibración de un termopar.



2. Difracción de luz visible

Difracción y transformada de Fourier. Red recíproca. Simetria del patrón de difracción. Reglas de extinción sistemática. Estructuras cristalinas bidimensionales nonocristalinas y policristalinas.



3. Diagrama de polvo de rayos X

Ley de Bragg y ecuaciones de Laue. Reglas de extinción sistemática. Geometría de la difracción. Indexación de diagramas de difracción y determinación de los parámetros de red. Identificación de compuestos.



4. Efecto Zeeman

Niveles de energía atómicos. Determinación del magnetón de Bohr.



5. Espectro de rayos X

Generación de rayos X. Filtrado y monocromatización. Espectro continuo y espectro característico. Determinación de la constante de Planck.



6. Efecto Hall en metales

Coeficiente Hall normal y anómalo. Interpretación en términos de la teoría semiclásica de la dinámica del electrón en un sólido.



7. Efecto Hall en semiconductores

Determinación del signo y la densidad de portadores en un semiconductor extrínseco. Influencia de la temperatura en la tensión Hall. Dependencia del tiempo de relajación con la energía. Coeficiente de magnetorresistencia.



8- Ferromagnetismo

Integral de canje. Aproximación de campo medio (modelo de Weiss). Determinación experimental de la temperatura de Curie y el exponente crítico en un material ferroeléctrico.



9. El problema del ruido en las mediciones

Funciones aleatorias. Función de correlación. Densidad espectral. Teorema de Nyquist. Ruido de Johnson. Diferentes tipos de ruido. El amplificador Lock-in. Detección sensible a la fase (PSD). Filtrado. Medida de tensiones complejas. Deriva de fase. Aplicación al estudio de la relajación de Debye.



10. Resonancia de spin electrónico

Fundamento y aplicaciones. Espín ficticio. Análisis cuantitativo de la potencia absorbida en un caso simple de dos niveles. Determinación del factor giromagnético y del tiempo de relajación. Aplicación al caso del DPPH.





Bibliografía básica

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Bibliografía de profundización

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Revistas

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Direcciones de Internet

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Contenido experimental:

Las prácticas experimentales se realizarán en diferentes sesiones repartidas a lo largo del cuatrimestre en horario de tarde.

La asistencia a las prácticas de laboratorio es obligatoria.

En cada sesión se realiza una práctica diferente.



Antes de cada sesión de prácticas los alumnos deben estudiar en profundidad el guión y la teoría relevante de la práctica que tiene que realizar ese día..

Siguiendo el guión, cada práctica es realizada por los estudiantes de forma autónoma, principalmente por parejas, bajo la supervisión del profesor.

Al finalizar cada sesión cada grupo debe entregar el informe de la práctica realizada dentro de la semana siguiente a la realización de la misma.



Contenido teórico:

Al comienzo de la asignatura, previamente al comienzo de las sesiones de laboratorio, se impartirán una serie de clases teórico-prácticas sobre aspectos relevantes a las técnicas experimentales.

• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 10
  • Realization of Practical Work (exercises, cases or problems) (%): 50
  • Exhibition of works, readings ... (%): 40

Examen teórico-práctico.

Requisito: Debido al carácter práctico de la asignatura es necesario haber realizado al menos un 80% de las prácticas de laboratorio (de carácter obligatorio).



Para poder renunciar a esta convocatoria, el alumno no podrá haber realizado más del 40% de las prácticas de laboratorio o alguna prueba teórica.

Examen teórico-práctico.

Requisito: Debido al carácter práctico de la asignatura es necesario haber realizado al menos un 80% de las prácticas de laboratorio (de carácter obligatorio)

Guiones de prácticas (facilitados al inicio de la asignatura)

Basic bibliography

- H. Ibach y H. Lüth, Solid State Physics. An Introduction to Theory and Experiment,

Springer - Verlag 1991.

- M.W. Woolfson, An Introduction to X-ray Crystallography, Cambridge University Press, Cambridge 1997.

- N.W. Ashcroft y N.D. Mermin, Solid State Physics, Saunders Collage Publishing, 1976.

- J.S. Blakemore, Solid State Physics, Cambridge University Press, Cambridge 1985.

- F. Reif, Fundamentos de Física Estadística y Térmica, Ediciones del Castillo, Madrid, 1968.