PROGRAMME DES COURS : M1 : Physique des Matériaux Propriétés thermiques des isolants Défauts et imperfections dans les matériaux cristallins Théorie des électrons libres Capacité calorifique, Conductivités électrique et thermique Réponse diélectrique d un gaz d électrons Mouvement dans un champ magnétique (cyclotron, effet Hall ) Théorie des bandes d énergie Origine des bandes interdites Fonction de Bloch Masse effective, zone réduite, surface de Fermi Métaux, semi-conducteurs et isolants Supraconductivité Introduction et observations expérimentales Théories Applications M2 : Physique Statistique Avancée I- Introduction aux transitions de phases : classification, théorie de Landau, modèles de spin, définitions des exposants critiques, lois d'échelles II- Modèles statistiques à solutions exactes : Ising 1D, Ising 2D, Ising sur réseau de Bethe, dualité dans le modèle d'ising, modèles des vortex, matrices de transfert III- Méthodes d'approximation : champ moyen, champ effectif, amas fini, groupe de renormalisation dans l'espace réel IV- Aspect dynamique des phénomènes critiques, lois d'échelles dynamiques V- Théorie de la percolation M3 : Mécanique Quantique Avancée (3/4M) Introduction à la Physique des Particules Elément 1 : Matière: Mécanique quantique avancée - Addition de moments cinétiques (coefficients de Clebsch- Gordan), - Opérateurs tensoriels, - Théorème de Wigner- Eckart, - Particules identiques, - Perturbations indépendantes du temps, - Méthode des variations, - Atome d hydrogène: structures fine et hyperfine, - Perturbations dépendantes du temps, - Diffusion. Elément 2:- Introduction à la Physique des particules. - Propriétés d invariance discrètes : P, C, T et théorème PCT. - SU (2) et spin isotopique.
- Les particules élémentaires. -Propriétés d invariance discrètes : P, C, T et théorème PCT. - SU (2) et spin isotopique. - SU (3) et le modèle des quarks. M4 : Langage Fortran (1/2M) Langue et Communication 1 (1/2M) Elément 1 : Programmation FORTRAN Introduction Généralités sur le langage Fortran Les données Les variables Opérateurs et fonctions mathématiques Manipulation de textes Entrées / Sorties Contrôle de l'exécution Les tableaux Fonctions et subroutines Les fichiers Elément 2 :T.E.C. La prise de parole Communication et expression orales La prise de notes La prise de la parole : l exposé Gestion de la respiration et du trac Le travail en groupe Les techniques de conduite et d animation de réunion Les écris professionnels : le compte rendu, le rapport,... Les stratégies d argumentation. Anglais Homogénéisation du niveau des étudiants à travers des révisions de la grammaire et des études de textes généraux. L étude de textes et analyse de documents scientifiques et techniques en vue d améliorer les expressions orale et écrite. M5: Magnétisme de la Matière et Nanostructures Magnétiques 1 - Introduction 2- Sources microscopiques de l aimantation 3- Diamagnétisme 4- Paramagnétisme 5- Ferromagnétisme 6- Antiferromagnétisme 7- Ferrimagnétisme 8 Magnétisme itinérant 9- Magnétisme des couches minces et des multicouches 10 -Magnétisme des petits grains et nanoparticules 11 Résonance magnétique Nucléaire et applications 12- Spectroscopie Mossbauer
M6: Physique et Technologie des Semiconducteurs Semiconducteurs à l équilibre et porteurs de charge Semiconducteurs inhomogène et hors équilibre Conduction électrique Semiconducteurs inhomogène (dopage n et p) Semiconducteur hors équilibre Génération et recombinaison Equilibre dynamique Semiconducteurs binaires Semiconducteurs ternaires Technologie des semiconducteurs M7: Élaboration et Caractérisation des Matériaux Elément 1 : Techniques d Elaboration des Matériaux Chap. I : Introduction à la physique des couches minces Historique - Intérêt des couches minces - Paramètres clés de formation - Mise en oeuvre Chap. II : Nucléation et croissance Approche qualitative - Approche thermodynamique - Croissance sur une surface idéale - Croissance sur une surface réelle Chap. III : Techniques physiques de dépôt- Techniques de vides Evaporation Pulvérisation cathodique Ion plating Chap. IV : L'épitaxie Chap. V : Techniques chimiques de dépôt Dépôt chimique en phase vapeur Modélisation du dépôt CVD Dépôt chimique en phase liquide électrodéposition Elément 2 : Techniques de Caractérisation des Matériaux 2.1. Applications de la diffraction des rayonnements à l étude des matériaux 2.1.1. Diffraction des rayons X et des neutrons appliquée à l étude des matériaux cristallisés 2.1.2. Diffraction des électrons appliquée à l étude des couches minces cristallines 2.2. Applications de la spectrométrie des rayons X, des électrons et des ions secondaires 2.2.1. Données de spectrométrie 2.2.2. Analyse élémentaire par spectrométrie de fluorescence X 2.2.2. Microanalyse élémentaire par sonde électronique 2.2.3. Analyse des surfaces par spectrométrie d émission des photoélectrons et électrons Auger 2.2.4. Spectrométrie d absorption des rayons X et de perte d énergie des électrons 2.2.5. Analyse des surfaces par spectrométrie d émission d ions secondaires 2.3. Techniques de microscopie électronique
2.3.1. Microscopie électronique en transmission 2.3.2. Microscopie électronique à balayage 2.3.3. Microscopie électronique à balayage en transmission. Microscopie électronique analytique 2.3.4. Microscopie électronique à effet tunnel M 8: Analyse Numérique Avancée sous Matlab (1/2M) Langue et Communication 2 (1/2M) Elément 1 : Analyse Numérique Avancée sous MATLAB. Cours Analyse Numérique Avancée Fondements de l Analyse Numérique Résolution Numérique des Equations et Systèmes Non Linéaires. Résolution Numérique de Systèmes Linéaires Calculs des valeurs propres Interpolation, Extrapolation et Approximations de Fonctions Dérivation et Intégration Numérique Résolution Numérique des Equations différentielles et des Systèmes Différentielles. Résolution Numérique par Méthode des Différences Finis et des Eléments Finis des Equations aux Dérivées Partielles. Cours Matlab : Introduction au logiciel Matlab (cours+tp) Lancement de Matlab Les variables sous Matlab Opérations élémentaires sous Matlab Contrôle de flux : opérateurs booléens, syntaxe du test (if), du branchement (switch) et de boucle (while, for) Utilisation des fonctions Lecture et écriture Graphique sous Matlab TP sous Matlab : Mini projet Elément 2 : TEC 2 : Préparation à la recherche d emploi. Le bilan personnel La procession Les tests logiques La lettre de motivation L entretien d embauche. Anglais Analyse de documents scientifiques et techniques : Etude de cas. Renforcement de la capacité de communication orale : Exposés en groupe et individuels.
M9 : Introduction à la Théorie Quantique des Champs Chapitre 1 : Rappels et compléments sur la relativité restreinte. Chapitre 2 : Equations de Dirac. Chapitre 3 : Les solutions de l équation de Dirac. Chapitre 4 : Calcul variationnel. Chapitre 5 : Le champ classique libre. Chapitre 6 : Quantification du champ libre. Chapitre 7 : Lois de symétries et champs quantiques. M10 : Modélisation et Simulations Numériques -Modélisation des interactions entre atomes -Calcul de propriétés physiques : chaleur spécifique, susceptibilité magnétique, fonction de distribution radiale, paramètres d ordre, coefficient de diffusion, fonction de partition -Introduction aux méthodes HF et DFT : Mise en oeuvre (choix des bases, pseudopotentiels atomiques, algorithmes utilisés) et calcul ab-initio. -Finite size scaling. -Méthode de Lanczos. -Introduction à la méthode Monte Carlo. -Algorithme de Metropolis, générateurs de nombres aléatoires. -Méthode Monté Carlo des amas ( Wang-Swedsen, Nidmayer, ) - Monté Carlo quantique. -Introduction à la Dynamique moléculaire. - Comparaison entre la Dynamique Moléculaire et la méthode Monté Carlo. Modules Complémentaires ou Optionnels (02 au choix) M.O. 1 : Dispositifs Électroniques M.O. 2 : Théorie des Champs Avancée M.O.3 : Physique des Surfaces et Interfaces M.O.4 : 1- Fluides Complexes (1/4M) 2-Systèmes Dynamiques (1/2M) 3-Systèmes Complexes (1/4M)) M.O. 5 : M.O.6: 1-Spectroscopie-Optique (1/2M)) 2- Physique des Lasers (1/2M) 1- Théorie de Jauge 2- Super Symétrie M.O. 7: Complément d Analyse M.O. 8: Géométrie Différentielle et Théorie des Groupes.