À l'issue du module, l'étudiant sera capable de :
Expliquer et utiliser le formalisme de la mécanique quantique (état d'une particule, décrit par sa fonction d'onde en position ou en impulsion, ou par un vecteur dans un espace hilbertien) dans des cas d'école (puits de potentiel 1D, puits couplés, oscillateur harmonique, spin ½).
Modéliser un système physique en déterminant son opérateur hamiltonien à partir d'un potentiel donné, et prédire ses niveaux d'énergie ou son évolution dans le temps en lui appliquant l'équation de Schrödinger.
Interpréter ce formalisme pour décrire le comportement d'un objet quantique élémentaire (électron, photon).
Décrire les différences entre les objets quantiques et classiques ; retrouver les notions classiques (position, impulsion) à partir d'interférences entre fonctions d'ondes et du postulat de la mesure sur une particule.
Déterminer si un système peut être modélisé classiquement au vu de la structure de ses niveaux d'énergie.
Décrire l'intrication en polarisation entre deux photons.

Expliquer le caractère isolant, conducteur ou semi-conducteur d'un matériau à partir de sa structure d'états quantiques en bandes d'énergie et la statistique de ses électrons.
Décrire le principe du dopage d'un semi-conducteur et expliquer son influence sur les propriétés électriques du matériau (conductivité, densité de charges, porteurs de charge).
Décrire la structure de composants élémentaires à semi-conducteurs (jonction PN, structure MOS).
Établir leur diagramme de bandes et en déduire la répartition des charges électriques et modéliser le comportement des porteurs.
Retrouver ces éléments dans des structures légèrement plus complexes (PNP, PIN) et en déduire leur fonctionnement électrique.