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9.1: Prelúdio da física da matéria condensada

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    Neste capítulo, examinamos as aplicações da mecânica quântica a sistemas mais complexos, como moléculas, metais, semicondutores e supercondutores. Nós revisamos e desenvolvemos conceitos dos capítulos anteriores, incluindo funções de onda, orbitais e estados quânticos. Também introduzimos muitos novos conceitos, incluindo ligação covalente, níveis de energia rotacional, energia de Fermi, bandas de energia, doping e pares de Cooper.

    A fotografia mostra um cristal de quartzo. Outra fotografia mostra a luz refletindo em painéis retangulares lisos.
    Figura\(\PageIndex{1}\): A estrutura cristalina do quartzo permite que ele se clive em planos suaves que refratam a luz, tornando-o adequado para joias. O silício, o principal elemento do quartzo, também forma cristais em sua forma pura, e esses cristais formam a base da indústria mundial de eletrônicos semicondutores. (crédito restante: modificação do trabalho do Serviço Geológico dos Estados Unidos).

    O tópico principal deste capítulo é a estrutura cristalina dos sólidos. Durante séculos, os sólidos cristalinos foram valorizados por sua beleza, incluindo gemas como diamantes e esmeraldas, bem como cristais geológicos de quartzo e minérios metálicos. Mas as estruturas cristalinas de semicondutores como o silício também possibilitaram a indústria eletrônica atual. Neste capítulo, estudamos como as estruturas dos sólidos lhes conferem propriedades desde resistência e transparência até condutividade elétrica.