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Physique des électrons dans les solides. Tome 1, Structure de bandes, supraconductivité et magnétism
Alloul Henri
ECOLE POLYTECH
33,50 €
Épuisé
EAN :9782730214117
L'observation des propriétés physiques des solides met en évidence l'émergence de comportements originaux, tels la supraconductivité ou le magnétisme, qui pourraient difficilement être anticipés par la seule connaissance des atomes constituants. Ce sont les états quantiques des électrons qui sont à l'origine de cette diversité des propriétés macroscopiques des solides. Si seule l'approche expérimentale permet de révéler les manifestations spectaculaires de ces effets physiques, les concepts de base de mécanique quantique et de physique statistique sont requis pour aboutir à une description formelle établissant les liens entre le microscopique et le macroscopique. Au niveau industriel, la découverte des semi-conducteurs a été à l'origine du formidable essor des technologies de l'information, mais l'on peut anticiper que la maîtrise des matériaux à propriétés remarquables découverts dans un passé récent conduira sans aucun doute à des applications à grande échelle. La physique des électrons dans les solides s'impose donc aux ingénieurs et aux scientifiques comme un domaine clé démontrant que les connaissances de physique fondamentale sont essentielles dans la vie du citoyen d'aujourd'hui. Ce cours cherche à sensibiliser aux multiples aspects mis en jeu dans la compréhension des phénomènes quantiques macroscopiques dans les solides, en présentant les techniques expérimentales modernes qui permettent de les observer. Une approche classique d'électrons indépendants pour décrire la structure électronique en bandes d'énergie permet d'expliquer l'existence de métaux, d'isolants et d'introduire la notion de semi-conducteurs. Par contre la supraconductivité et le magnétisme ne peuvent être appréhendés qu'en tenant compte de l'existence des corrélations entre électrons. Ceci est révélé en privilégiant l'enchaînement historique des expériences qui permettent de caractériser le phénomène de supra-conductivité et d'en identifier l'origine. Au delà des concepts fondamentaux, ce cours introduit aussi ceux qui sont indispensables pour décrire les applications en haute technologie et pour appréhender celles qui pourraient se développer dans le monde des nanotechnologies. Biographie de l'auteur Henri Alloul est ancien élève de l'École Polytechnique, directeur de recherches au CNRS et professeur de physique à l'École Polytechnique. Il est expérimentateur spécialiste de supraconductivité et de physique des systèmes d'électrons corrélés. Il exerce son activité de recherche au LPS, laboratoire de physique des solides d'Orsay.
L'histoire des Etats akan du sud-ouest de la Côte de l'Or peut être divisée en trois périodes. Celle qui précède l'hégémonie denkyira, celle de sa domination sur cet espace géographique et, enfin, celle de l'impérialisme asante. Les royaumes du sud-ouest de la Côte de l'Or, à cause des hégémonismes denkyira et asante, ont subi des changements au niveau de leurs frontières et parfois des bouleversements dynastiques. Ces évolutions historiques importantes sont brillamment exposées dans cet ouvrage.
L'observation des propriétés physiques des solides met en évidence l'émergence de comportements originaux, tels la supraconductivité ou le magnétisme qui pourraient difficilement être anticipés par la seule connaissance des atomes constituants. Ce sont les états quantiques des électrons qui sont à l'origine de cette diversité des propriétés macroscopiques des solides. Si seule l'approche expérimentale permet de révéler les manifestations spectaculaires de ces effets physiques, les concepts de base de mécanique quantique et de physique statistique sont requis pour aboutir à une description formelle établissant les liens entre le microscopique et le macroscopique. Au niveau industriel, la découverte des semi-conducteurs a été à l'origine du formidable essor des technologies de l'information, mais l'on peut anticiper que la maîtrise des matériaux à propriétés remarquables découverts dans un passé récent conduira sans aucun doute à des applications à grande échelle. La physique des électrons dans les solides s'impose donc aux ingénieurs et aux scientifiques comme un domaine clé démontrant que les connaissances de physique fondamentale sont essentielles dans la vie du citoyen d'aujourd'hui. Le recueil d'exercices et de problèmes comporte en première partie les réponses aux exercices présentés sous forme de questions posées dans le cours (Tome I). La plupart de celles-ci visent à stimuler une réflexion sur la signification d'observations expérimentales et à identifier ainsi l'origine des phénomènes physiques mis en jeu. La nécessité de modèles pour formaliser ces observations en découle naturellement. De nombreux problèmes plus ou moins longs ont été élaborés dans un esprit analogue avec l'aide d'enseignants du département de physique de l'Ecole Polytechnique. Vingt d'entre eux ont été retenus ici car ils complètent le contenu du cours en présentant des effets physiques importants, souvent issus de thèmes de recherche très vivaces dans la communauté scientifique. Biographie de l'auteur Henri Alloul est ancien élève de l'École Polytechnique, directeur de recherches au CNRS et professeur de physique à l'École Polytechnique. Il est expérimentateur spécialiste de supraconductivité et de physique des systèmes d'électrons corrélés. Il exerce son activité de recherche au LPS, laboratoire de physique des solides d'Orsay.
Les populations des côtes de l'or et quaqua ainsi que de leurs arrière-pays, ont été appelées Akan. C'est à juste titre, car elles partagent des us et coutumes semblables, des institutions politiques et sociales identiques, avec parfois des particularités locales. Elles partagent une culture commune qui tire ses racines dans un héritage ancestral partagé.
Ce livre présente un recueil de sujets, ou thèmes, issus des corrigés détaillés des huit petites classes (travaux dirigés) du cours " Nanomatériaux et applications électroniques " enseigné en troisième année à l'Ecole polytechnique. Les thèmes traités sont : Conductivité planaire d'un semiconducteur amorphe ; Transport électrique dans les semiconducteurs polycristallins ; La jonction métal - semiconducteur : diode de Schottky ou contact ohmique ? ; Structure électronique du graphène ; Structure électronique des nanotubes de carbone ; Emission froide et nanotubes de carbone ; Transport quantique et nanotubes de carbone ; Mesure d'épaisseurs nanométriques par ellipsométrie. L'approche pédagogique est similaire à celle employée dans la recherche : en partant des principes de base du domaine concerné, construire un modèle décrivant les phénomènes mis en jeu et valider celui-ci en le confrontant aux données issues de l'expérience. Ce livre est avant tout destiné aux étudiants en master ou en doctorat, de même qu'aux enseignants souhaitant traiter dans leurs cours certains des thèmes abordés.
Le livre est destiné à des lecteurs - tels que les élèves de l'Ecole polytechnique - possédant une solide maîtrise des outils de mathématiques appliquées et désirant se familiariser avec les principes et les méthodes de base de l'analyse microéconomique. La compréhension de l'ouvrage ne requiert aucune connaissance préalable en science économique. La microéconomie est ici présentée comme une introduction à l'étude du fonctionnement des marchés. On développe tout d'abord le modèle de la concurrence parfaite, sorte de "gaz parfait" de la microéconomie, dans lequel la confrontation des comportements individuels d'un grand nombre d'entreprises productrices et d'individus consommateurs conduit à un état globalement efficace. On s'intéresse ensuite à deux structures industrielles s'écartant de l'épure de la concurrence parfaite : d'une part le monopole, dans lequel une seule entreprise détient tout le pouvoir de marché ; d'autre part l'oligopole, dans lequel des entreprises en nombre restreint agissent en interaction stratégique. On examine enfin comment l'intervention publique s'avère nécessaire pour restaurer l'efficacité lorsque des externalités sont présentes, c'est-à-dire des interactions entre les agents économiques - telles que la pollution - qui échappent aux mécanismes du marché. Sommaire - Introduction - Marché parfait - Marché de concurrence parfaite - Intervention publique sur les marchés - Monopole et pouvoir de marché - Fondements du monopole - Comportement du monopole - Concurrence pour le marché - Duopole et interaction stratégique - Oligopole de Cournot - Duopole - Engagement et barrière à l'entrée - Externalités - Internalisation dans les externalités - Externalités dans les réseaux - Références
Cet ouvrage propose une présentation structurée de la formulation et la mise en ?uvre de la simulation numérique par éléments finis en mécanique des solides déformables. Il présente et développe les concepts et techniques permettant la transposition, en termes de codes de calcul de structures mécaniques industrielles, des notions fondamentales de mécanique des milieux continus solides, et ce dans le cadre d'analyses en régimes (a) statique linéaire, (b) quasistatique non-linéaire et (c) dynamique linéaire. L'exposé théorique est complété et illustré au moyen de programmes d'initiation écrits en Matlab (librement accessibles par Internet) mettant en ?uvre les notions développées dans cet ouvrage et conçus comme support pratique à un enseignement. Le texte combine ainsi l'exposition des principes et des méthodes avec la présentation détaillée de ces programmes et d'exemples les mettant en ?uvre. L'ouvrage est complété d'une annexe écrite par Andrei Constantinescu (directeur de recherche au CNRS) présentant la mise en ?uvre des principaux concepts dans l'environnement Cast3M développé par le CEA. Issu d'un enseignement de l'Ecole Polytechnique, cet ouvrage s'adresse aux étudiants d'école d'ingénieur ou de 2e ou 3e cycles universitaires, ainsi qu'aux ingénieurs et chercheurs. Il constitue une suite naturelle à un enseignement de mécanique des milieux continus
François Golse est professeur des universités et professeur à l'Ecole polytechnique. Ses recherches portent sur l'analyse des équations aux dérivées partielles de la physique mathématique. La théorie des distributions, construite par Laurent Schwartz vers 1950, est le cadre le mieux adapté à l'étude systématique des équations aux dérivées partielles. L'objectif de ce livre est de donner un exposé approfondi du calcul des distributions permettant d'aborder la plupart des questions relatives à l'analyse des équations aux dérivées partielles linéaires à coefficients constants. Le cas des équations aux dérivées partielles d'ordre un, étudié au début de l'ouvrage, sert de motivation à la notion de distribution et aux principales opérations du calcul des distributions (dérivation, multiplication par une fonction indéfiniment dérivable, produit de convolution, transformation de Fourier...). L'étude détaillée de ces différentes opérations occupe la première partie de ce livre. La deuxième partie de l'ouvrage est consacrée à une présentation de la théorie des équations aux dérivées partielles linéaires à coefficients constants d'ordre supérieur à un. Cette théorie est présentée à travers les principaux exemples d'équations aux dérivées partielles de la physique mathématique (équations de Laplace et de Poisson, de la chaleur, de Schrödinger et des ondes), étudiées systématiquement du point de vue de la notion de " solution élémentaire " et de " solution au sens des distributions des problèmes de Cauchy ". Cet ouvrage ne fait appel qu'au minimum des notions de topologie et d'analyse (intégration, calcul différentiel, fonctions holomorphes d'une variable complexe...) indispensable à l'exposé. Toutes les notions présentées sont illustrées par de très nombreux exemples traités en détail. Ce livre s'adresse principalement aux étudiants en master de mathématiques et aux élèves des écoles d'ingénieurs, ainsi qu'aux candidats à l'agrégation de mathématiques.