Félvezető fizika és eszközök: sávszerkezet, adalékolás, félvezetők statisztikus fizikája, sávszerkezet tervezés, kétdimenziós elektrongázok (2DEG), MOSFET, LED, napelem.
Kvantumpöttyök: a töltéskvantálás és a térbeli bezártság hatása, mesterséges atomok és molekulák, a spinalapú kvantumbitek (spin qubit) alapjai.
Elektrontranszport nanovezetékben: jellegzetes hosszskálák, kvantumvezeték vezetőképessége, Landauer-képlet, vezetőképesség-kvantálás. Koherens és inkoherens transzport.
Termoelektromos jelenségek nanovezetékben: Seebeck- és Peltier-effektus, hővezetés és a Wiedemann–Franz-törvény.
A Boltzmann-egyenlet: nemegyensúlyi eloszlásfüggvény, a Boltzmann-egyenlet relaxációs idő közelítésben, az egyenlet megoldása véges hőmérsékleti gradiens vagy elektromos tér esetén. A vezetőképesség kiszámítása izotróp rendszerben. Termoelektromos jelenségek. A fémek ellenállásának hőmérsékletfüggése.
Mágnesesség: az atomi mágneses momentumok eredete – Hund-szabályok; miért rendeződnek a mágneses momentumok? A hullámfüggvény szimmetriája, kicserélődési energia. Egyszerű mágneses modellek: Heisenberg-modell, Ising-modell. Mágneses rendezettségek: ferromágnes, antiferromágnes, ferrimágnes. A ferromágnesek átlagos tér-elmélete (mean field theory), Weiss-tér, Curie-pont.
Szupravezetés: a szupravezetők fenomenológiája. Makroszkopikus hullámfüggvény és a Meissner-effektus. Josephson-átmenet, makroszkopikus kvantum-alagúteffektus, SQUID, szupravezető kvantumáramkörök.

Semiconductor physics and devices: band structure, doping, statistical mechanics of semiconductors, band structure engineering, 2DEGs, Mosfet, LED, solar cell.
Quantum dots: effect of charge quantization and confinement, artificial atoms and molecules, concept of spin qubits
Electron transport in nanowires: Characteristic length-scales, conductance of a quantum wire, Landauer formula, conductance quantization. Coherent and incoherent transport.
Thermoelectric phenomena in nanowires: Seebeck and Peltier effect, heat conduction and Wiedemann-Franz law
The Boltzmann equation: non-equilibrium distribution function, the Boltzmann equation in the relaxation time approximation, solution of the Boltzmann equation in finite tamperature gradient or in finite electric field. Calculation of the conductance in an isotropic system. Thermoelectric phenomena. Temperature dependence of the resistance in metals.
Magnetism: origin of atomic magnetic moments: Hund's rules, why do magnetic moments align? Symmetry of the wavefunction, exchange energy. Simple models of magnetism: Heisenberg model, Ising model. Magnetic orders: ferromagnets, antiferromagnets, ferrimagnets. The mean field theory of ferromagnets, Weiss-field, Curie-point.
Superconductivity: Phenomenology of superconductors. Macroscopic wave function and the Meissner effect. Josephson-junction, macroscopic quantum tunneling, SQUID, superconducting quantum circuits.