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Electronic, Optical, and Magnetic Properties of Materials

Discover the physical principles behind diodes, light-emitting devices, and memories.

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Comienza el 3 dic
15 semanas estimadas
11–13 horas por semana
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Gratis
Verificación opcional disponible

Sobre este curso

Omitir Sobre este curso

This course from MIT’s Department of Materials Science and Engineering introduces the fundamental principles of quantum mechanics, solid state physics, and electricity and magnetism. We use these principles to describe the origins of the electronic, optical, and magnetic properties of materials, and we discuss how these properties can be engineered to suit particular applications, including diodes, optical fibers, LEDs, and solar cells.

In this course, you will find out how the speed of sound is connected to the electronic band gap, what the difference is between a metal and a semiconductor, and how many magnetic domains fit in a nanoparticle. You will explore a wide range of topics in the domains of materials engineering, quantum mechanics, solid state physics that are essential for any engineer or scientist who wants to gain a fuller understanding of the principles underlying modern electronics.

Premios

edX Prize 2019 Finalist

De un vistazo

  • Institución: MITx
  • Tema: Ingeniería
  • Nivel: Advanced
  • Prerrequisitos:

    Differential and Integral Calculus University-level Electricity & Magnetism Fundamentals of Materials Science and Engineering, or a knowledge structure and bonding in solid state materials

Lo que aprenderás

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  • Discover the quantum mechanical origins of materials properties
  • Explain the origin of electronic bands in semiconductors
  • Learn the operating principles of solid state devices such as solar cells and LEDs
  • Understand the materials physics that underlies the optical and magnetic behavior of materials

Plan de estudios

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Part 1: Lattice Vibrations

  • Hamiltonian Mechanics
  • Vibrations in Crystals–Phonons
  • Elastic Bandgap

Part 2: Quantum Mechanics

  • Schrödinger’s Equation
  • 1-Dimensional Problems
  • Measurements—The Ehrenfest Theorem
  • Three Dimensions—Hydrogen Atom

Part 3: Electronic Band Structures

  • Periodic Potential
  • Central Equation
  • Understanding Band Diagrams
  • Engineering conductivity in Semiconductors

Part 4: Solid-State Devices

  • PN Junctions
  • Solar Cells
  • LEDs

Part 5: Optical Properties

  • Wave Equation
  • E/M Waves at Interfaces
  • Photonic Crystals

Part 6: Introduction to Magnetism

  • Classification of Magnets
  • Hysteresis in Ferromagnetic Materials
  • Magnetic Domains

Acerca de los instructores

¿Quién puede hacer este curso?

Lamentablemente, las personas residentes en uno o más de los siguientes países o regiones no podrán registrarse para este curso: Irán, Cuba y la región de Crimea en Ucrania. Si bien edX consiguió licencias de la Oficina de Control de Activos Extranjeros de los EE. UU. (U.S. Office of Foreign Assets Control, OFAC) para ofrecer nuestros cursos a personas en estos países y regiones, las licencias que hemos recibido no son lo suficientemente amplias como para permitirnos dictar este curso en todas las ubicaciones. edX lamenta profundamente que las sanciones estadounidenses impidan que ofrezcamos todos nuestros cursos a cualquier persona, sin importar dónde viva.

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