Structure et symétrie

Durée

30h Th, 20h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Matthieu Verstraete

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le but de ce cours est de décrire, déterminer et comprendre les différents types d'ordre que l'on rencontre dans les molécules et la matière condensée, en relation avec leurs propriétés physiques. La notion de symétrie y intervient de manière centrale.
Plan du cours:

• Ordre et désordre dans la matière condensée

• Théorie des groupes de symétrie

• Eléments de cristallographie géométrique

• La cohésion et les grands types d'architecture cristalline

• La diffraction : bases et application aux cristaux

• Détermination des structures cristallines

• Les défauts dans les cristaux et la croissance cristalline

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Acquis principaux:

• connaissance fonctionnelle des symétries et des groupes
• utilisation des nomenclatures des groupes de symétrie
• utilisation des groupes de symétrie pour réduire la complexité d'un problème physique
• fondement pour le cours d'état solide
• fondement pour l'utilisation des groupes de Lorenz, SU(2) SU(3) etc... dans les cours de Master en théorie des champs et relativité

Savoirs et compétences prérequis

Physique générale Chimie générale - éléments, liaisons Transformée de Fourier

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

20h. d'exercices

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours et exercices en présentiel. Notes de cours disponibles sur MyULg

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

En cas de session en distanciel, les examens seront toujours individuels et oraux, mais en ligne via Blackboard Collaborate / Teams / Zoom, d'une durée approximative de 45 minutes en tout.
Une question écrite sera communiquée 24 heures avant l'examen, à résoudre et renvoyer par courriel, et servira de base de discussion.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Notes de cours.
Théorie des Groupes: Group Theory: Application to the Physics of Condensed Matter, Mildred S. Dresselhaus, Gene Dresselhaus, Ado Jorio, Springer éd. ISBN-10: 3642069452 Chapitres 1-3
Matière condensée, structure cristalline et défauts: Solid State Physics, Neil W. Ashcroft, N. David Mermin, Brooks Cole ISBN-10: 0030839939

Introduction to Solid State Physics, Charles Kittel, Wiley ISBN-10: 047141526X chapitres 1, 2, 3 (cristaux, symétries), 19, 20 (défauts - avancé)

Modalités d'évaluation et critères

Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.

Rapport écrit sur les exercices avec logiciel CrystalMaker et CrystalDiffract. Constitue 10% de la note finale
Examen oral. Trois questions tirées au sort:

• théorie des groupes
• cristallographie
• défauts et applications de la cristallo

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Prof. Matthieu Verstraete
Universite de Liège Institut de Physique, Bat. B5a, 3/7 Allée du 6 aout, 19
Phone : +32 4 366 90 17 Fax : +32 4 366 36 29
Mail : matthieu.verstraete@uliege.be
Assistant: Sébastien Lemal bureau 3/8 Physique bâtiment B5a
Quartier Agora Mail : slemal@uliege.be

Notes en ligne