Doctorado en Física
ofrecido en conjunto por 
Universidad Técnica Federico Santa María
y
Universidad Católica de Valparaíso

Física de Materia Condensada

Qué es la Física de Materia Condensada

La física de materia condensada abarca el estudio de los estados sólidos, líquido, gel y otros en que la materia se presenta en conglomerados de enorme número de átomos. Aunque cada átomo es eléctricamente neutro, en la materia condensada están tan cerca unos de otros, que entre vecinos se influencian considerablemente mediante interacción electromagnética. Decimos que entre átomos vecinos se forman enlaces, mediante los cuales los átomos de un trozo de materia condensada se unen entre sí y manifiestan un comportamiento colectivo. Propiedades físicas como la dureza, el color o la densidad de un material son parte de este comportamiento colectivo. La física de materia condensada busca establecer las relaciones entre las propiedades macroscópicas de un material y el comportamiento de sus constituyentes a nivel microscópico o atómico. Existe hoy en día gran interés en conocer propiedades de la materia bajo condiciones externas especiales, como baja temperatura, alta presión o alto vacío, presencia de campos eléctrico y magnético, radiación, etc.

Ejemplos y Aplicaciones
El campo de investigación en esta área es muy extenso y sus logros no sólo tienen valor científico, sino que también benefician directamente al desarrollo tecnológico. Un ejemplo claro de esto es el desarrollo de la electrónica, impulsada por el avance de la física de semiconductores.

Semiconductores
Fenómenos muy interesantes ocurren en sistemas artificialmente preparados, depositando, una sobre otra, capas atómicas de distintos elementos sobre un material que sirve como base (crecimiento epitaxial). El estudio de la materia condensada no se limita ya a estructuras atómicas naturales, sino que incluye también otras construidas por el ser humano.

Ingeniería de Materiales
Este grado de conocimiento permite concebir materiales artificiales con propiedades específicas y guiar su realización práctica. Así por ejemplo se ha creado aleaciones livianas y resistentes empleadas en la industria automotriz, semiconductores de conductividad eléctrica controlada mediante el dopado con impurezas, detectores de luz para determinado rango de longitudes de onda, etc.


Física de Materia Condensada en la U.T.F.S.M.

En nuestro Departamento se trabaja en investigación experimental y teórica en los siguientes temas de Materia Condensada:
  • Estudio experimental de difusión en cristales. Se usan cristales especialmente preparados, con impurezas atómicas, sometidos a estímulos externos, como luz o campo eléctrico.
  • Estudio experimental de superficies. Se estudia las propiedades electrónicas de superficies metálicas y sus respectivas modificaciones, inducidas por la adsorción de átomos correspondientes a otros elementos metálicos. Las muestras cuya superficie interesa estudiar son preparadas en condiciones de ultra alto vacío y son observadas mediante técnicas de espectroscopía de electrones, como difracción de electrones de baja energía, emisión Auger o fotoemisión inversa.
  • Estudio teórico de propiedades ópticas y electrónicas de heteroestructuras semiconductoras. Dichas estructuras son ordenaciones atómicas de tamaño muy reducido, preparadas mediante crecimiento epitaxial. En tales condiciones, aparece el fenómeno denominado confinamiento espacial cuántico, y se producen interesantes alteraciones en las propiedades ópticas, magnéticas y de transporte de carga en el material. El estudio de estos sistemas es de interés, tanto para la mejor comprensión de efectos cuánticos complejos, como por sus aplicaciones en dispositivos ópticos y electrónicos. Dichos estudios podrían conducir a una nueva generación de dispositivos, más pequeños y más rápidos que los empleados actualmente en la industria de semiconductores.


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    Programa de Doctorado en Física

    Departamento de Física de la UTFSM

    Universidad Técnica Federico Santa María                 Universidad Católica de Valparaíso


     

    revisado Abril 2000 / cdib@fis.utfsm.cl