Kiinteän olomuodon fysiikka

Kiinteän olomuodon fysiikka on tiiviin aineen fysiikan suurin osa-alue. Kiinteän olomuodon fysiikka keskittyy kiinteän aineen ja erityisesti kiteisten aineiden tutkimukseen. Tavoitteena on pystyä mallintamaan matemaattisesti aineen sähköiset, optiset, magneettiset, ja mekaaniset ominaisuudet. Tämä on yksinkertaisinta jaksollisten systeemien kuten kiteiden tapauksessa. Kiinteän olomuodon fysiikan tärkeimmät matemaattiset työkalut löytyvät kvanttimekaniikan teorioista ja menetelmistä.

Kyseinen fysiikan ala kattaa muun muassa seuraavat aihepiirit, jotka liittyvät aineen rakenteeseen.

• Amorfinen aine
• Kiderakenne (esimerkiksi hilavirheet, kvasikiteet, käänteishila, vapaaelektronimalli, röntgenkristallografia)
• Elektronivyörakenne (Blochin aallot, johtavuusvyö, Fermi-kaasu, eksitoni, valenssivyö)
• Sähkönkuljetus (Blochin oskillaatiot, sähkönjohtavuus, Hallin ilmiö, magnetoresistanssi, suprajohtavuus)
• Magneettiset ominaisuudet
• Mekaaniset ominaisuudet (Debyen malli ominaislämpökapasiteetille, elastisuus, fononit, Mössbauerin ilmiö)
• Optiset ominaisuudet

Aiheesta muualla

• Kittel, Charles: Introduction to Solid State Physics. 8. painos. Wiley, New York, 2004. ISBN 0-471-41526-X.

• Thuneberg, Erkki: Kiinteän aineen fysiikka (pdf) (Kiinteän aineen fysiikan alkeiskurssin luentomoniste) Oulun yliopisto