سيتعلم الطلاب كيفية التخطيط وتطوير برامج النمذجة والخوارزميات الخاصة بهم لتقليد العمليات الأساسية للنظام الفيزيائي، وكيفية تحليل واختبار نتائج حساباتهم. في إطار التعلم المتفاوض عليه، سيتمكن الطلاب من أخذ وحدات في البرمجة والأساليب الرياضية والعددية وتعميق معرفتهم في مشاريع البحث الحديثة في الفيزياء النظرية والتجريبية مثل أساسيات المعالجة الرقمية والأخطاء العددية في الكمبيوتر؛ برامج المحاكاة؛ التحليل العددي؛ التفاضل والتكامل وحل المعادلات التفاضلية؛ الرسوم البيانية؛ الأساليب العشوائية؛ طريقة المربعات الصغرى الخطية وغير الخطية، التحسين، حل المعادلات المعقدة؛ طريقة العناصر المحدودة؛ مقدمة لطريقة حقل الطور؛ الديناميكا الجزيئية: الأساسيات؛ مقدمة لحسابات المبادئ الأولى: الأساسيات

مقدمة للأخلاقيات، وحل المشكلات الأخلاقية، والعلاقات الشخصية، من أين تبدأ: الأخلاق في المختبر، وسوء السلوك البحثي؛ والأخلاقيات المهنية والتحيز في تصميم البحث، والحصول على البيانات وإدارتها ومشاركتها؛ 6. الإهمال مقابل التلفيق، والنشر: الفضل والمسؤولية في العلوم، والملكية الفكرية، وتضارب المصالح، وعملية مراجعة الأقران وتضارب المصالح، والتمويل والمقترحات والمخطوطات، والسلامة والمختبر، والعلم والمجتمع، والسلامة والبيئة، والتوظيف ومكان العمل: المشرفون والمستشارون، والأخلاق السيئة مقابل العلم السيئ.

الأفكار والمفاهيم الأساسية في ميكانيكا الكم: دالة الموجة، الحالات الفيزيائية لنظام كمي. ترميز ديراك. القياسات، والقابلات للملاحظة، والمشغلات. التطور الديناميكي للحالات الكمومية: معادلة شرودنجر. الطاقة والهاميلتونية. معادلة شرودنجر المستقلة عن الزمن. نظرية الزخم الزاوي: مشغلات السلم، الدوران، إضافة الزخم الزاوي. حل المذبذب التوافقي أحادي البعد باستخدام مشغلات الإنشاء والفناء. خصائص مشغلات الإنشاء/الفناء. طيف الهاميلتونية. الدوال الذاتية للهاميلتونية. طرق التقريب للمشكلات المستقلة عن الزمن والمعتمدة عليه. نظرية الجسيمات المتعددة والكمية الثانية. نظرية التشتت.

محتويات الدورة هي: التوازن الديناميكي الحراري؛ توازنات الطور ومخططات الطور؛ نقل الحرارة؛ نقل الكتلة في المواد الصلبة والسوائل؛ خصائص السوائل الكمومية: المائع الفائق 3He و4He، المائع العادي 3He، خصائص المواد الصلبة في درجات الحرارة المنخفضة، الموصلية الفائقة، تقنيات التبريد، والقياس الحراري.

مقدمة لجوانب الأجسام المتعددة للمواد الصلبة البلورية. البنية البلورية والترابط في المواد. تحليل الزخم والفضاء ومسبارات الحيود. ديناميكيات الشبكة، ونظرية الفونون والقياسات، والخصائص الحرارية.

تهدف الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية إلى دراسة الأساليب الرياضية لمشاكل المصدر الكهروستاتيكي والمغناطيسي والقيمة الحدودية، والحقول الكهرومغناطيسية من توزيعات المصدر المعتمدة على الوقت، والتفاعل بين الحقول الكهرومغناطيسية والوسائط، ونظرية النسبية الخاصة المطبقة على الكهرومغناطيسية

مقدمة ونظرة عامة، بلورات أشباه الموصلات، معالجة أشباه الموصلات (هيكلة الطبقات والأجهزة): الجوانب الأساسية لنمو البلورات، طرق الترسيب الفيزيائي للبخار وطرق الترسيب الكيميائي للبخار، أجهزة أشباه الموصلات: الترانزستورات (FET، HEMT)، ليزر أشباه الموصلات، مصابيح LED وأجهزة الكشف، الخلايا الشمسية.

الأصل الذري للمغناطيسية، المغناطيسية المضادة، المغناطيسية البارامغناطيسية، المغناطيسية التلقائية، مغناطيسية العناصر والسبائك، المغناطيسية الحديدية، المغناطيسية الحديدية والمضادة للحديد، مغناطيسية التشبع، تفاعل التبادل، انتقال الطور، القوى ثنائية القطب، نموذج إيزينج، معادلة لاندو-ليفشيتز-جيلبرت وديناميكيات الدوران، التباين المغناطيسي، المجال الضال، تأثير إزالة المغناطيسية، عمليات الانعكاس العكسي وغير العكسي، الهستيريسيس، جدران المجال، قابلية المغناطيسية للتيار المستمر والتيار المتردد، الاقتران المغناطيسي المرن، تحيز التبادل، المغناطيسات الصلبة واللينة، الإلكترونيات المغناطيسية (الإلكترونيات الدورانية)، البصريات المغناطيسية، التأثير الحراري المغناطيسي

الهستيريسيس. التحليل الطيفي العازل. المكثفات والعوازل. الانهيار العازل. الشيخوخة. المواد العازلة للتغليف الإلكتروني. التأثير الكهرضغطي. العوازل القطبية. اقتران الخواص الحرارية والميكانيكية والكهربائية. الانقباض الكهربائي. الكهروضوئية. المجالات الكهروضوئية والفرويرمرية. السيراميك والبوليمرات الكهروضوئية. المواد المركبة. الرنين الكهرضغطي. تطبيقات المواد الكهروضوئية: المحركات والمستشعرات والمحولات فوق الصوتية. التطبيق الطبي للمواد الكهروضوئية. المواد الكهروضوئية الصديقة للبيئة؛ التوافق البيولوجي والمواد الوظيفية. مواضيع مختارة في المواد المتعددة الحديد. الكهرباء الحرارية والمواد والأجهزة الكهروضوئية. الثرمستورات. تأثيرات PTC وNTC.

بدون المواد النانوية، لا وجود لتكنولوجيا النانو. وعلى هذا النحو، تغطي هذه الدورة المبادئ الأساسية المرتبطة بعلم النانو وتكنولوجيا النانو بما في ذلك التصنيع والتوليف، والخصائص المعتمدة على الحجم، والوصف، وتطبيقات المواد على مقاييس طول النانومتر مع التركيز على الاختراقات التكنولوجية الحديثة في هذا المجال.

القضايا التكنولوجية لمستقبل آمن للطاقة؛ دور علم المواد في تكنولوجيات الطاقة. تتضمن الموضوعات المبادئ الفيزيائية التي تقوم عليها التكنولوجيات المستقبلية المتعلقة بالطاقة الشمسية وأجهزة الخلايا الشمسية.

مقدمة وتعاريف ومراجعة في البصريات، البنى النانوية شبه الموصلة (البلورات الفوتونية وتقنيات النمو)، التألق الكهربائي (الصمامات الثنائية الباعثة للضوء، مستويات شبه فيرمي، أطياف الانبعاث)، التنشيط، الخلايا الشمسية، التيارات (الانتشار والانجراف)، الصمام الثنائي الضوئي (التحيز العكسي للوصلة pn، التيار الضوئي)، الصمام الثنائي الليزري (هندسة الفجوة النطاقية، الصمام الثنائي الليزري الكمومي، الهياكل غير المتجانسة المنفصلة، ​​تردد تذبذب الاسترخاء)

القضايا التكنولوجية لمستقبل آمن للطاقة؛ دور علم المواد في تكنولوجيات الطاقة. تتضمن الموضوعات المبادئ الفيزيائية التي تقوم عليها التكنولوجيات المستقبلية المتعلقة بالطاقة الشمسية وأجهزة الخلايا الشمسية.

الاستقطاب العازل. الاسترخاء العازل في السيراميك والبوليمرات. الخسارة العازلة. الخواص العازلة غير الخطية.

مقرر رسالة الماجستير في الأحياء الدقيقة هو حجر الزاوية في برنامج الماجستير، حيث يمثل فرصة للطالب لتطبيق المعرفة النظرية التي اكتسبها خلال دراسته، وإجراء بحث أصيل في مجال محدد ضمن تخصص الأحياء الدقيقة. يهدف المقرر إلى تطوير مهارات الطالب البحثية، و قدرته على التحليل النقدي، و صياغة المشكلات العلمية، و اقتراح الحلول، و كتابة البحوث العلمية.