studiehandbok@lith   Länk till universitetets hemsida
 

Tekniska högskolan vid Linköpings universitet

Sök

 Länk till universitetets hemsida
 
År : 2013
 
TFYY47 Halvledarfysik, 4 p / 6 hp
/Semiconductor Physics/

För:   MFYS   MPN   Y  

 

Prel. schemalagd tid: 56
Rek. självstudietid: 104

  Utbildningsområde: Naturvetenskap

Ämnesgrupp: Fysik   Nivå (A-D):D

Huvudområde: Fysik, Teknisk fysik   Nivå (G1,G2,A): A
  Mål:  IUAE-matris
Kursen syftar till att förmedla en grundläggande förståelse för fundamentala egenskaper och karakteristika hos halvledare, samt hur dessa egenskaper kan utnyttjas för applikationer inom elektroniken. I kursen ges också en beskrivning av de viktigaste metoderna för att framställa halvledarmaterial, samt hur dopning introduceras i materialet. Kursen syftar till att ge en förståelse för effekten av att reducera dimensionaliteten hos en halvledare; från 3-dimensionell bulk, via 2- och 1-dimensionella kvant-brunnar och -trådar, till 0-dimensionella kvantprickar.

Kunskap och förståelse
Efter genomgången kurs skall studenten

  • förstå och med egna ord beskriva optiska, elektriska och transportrelaterade egenskaper hos halvledare
  • kunna redogöra för kristallstrukturer, bandmodeller, olika typer av dopning samt dopningens effekt på olika egenskaper i halvledarmaterialet
  • förstå och med egna ord beskriva effekten av att dimensionaliteten reduceras hos en halvledare

Tillämpning och bedömning:
Efter genomgången kurs skall studenten kunna

  • beräkna parametrar som t ex laddningsbärarkoncentration, Fermi-energi, dopnings-nivå och �?"energier samt mobilitet från givna mätdata
  • demonstrera förmåga att självständigt välja och använda adekvata beräkningsmetoder för att bestämma dopningsenergier hos bulkhalvledare samt kvantiseringseffekter i kvantstrukturer
  • använda några vanliga elektriska och optiska karakteriseringsmetoder på halvledare

Förmåga till kommunikation:
Efter genomgången kurs skall studenten kunna

  • skriva en laborationsrapport med en analys av mätdata och värdering av felkällor
  • självständigt tillgodogöra sig väsentlig information, tolka resultat samt göra en analys av inhämtad information från vetenskapliga artiklar och kunna presentera detta muntligt eller skriftligt


  Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan)
Materiefysik, Kvantmekanik

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
  Organisation:
Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektioner och laborationer. Lektionerna avser huvudsakligen problemlösning, men även i viss utsträckning demonstrationer av forsknings- och produktionsfaciliteter. Laborationerna behandlar moderna metoder för karakterisering av halvledarmaterial och halvledarstrukturer. Studiebesök vid någon halvledarrelaterad industri / forskningslab kan arrangeras.
  Kursinnehåll:
A. Halvledare
  • Metoder för tillväxt av halvledarstrukturer,
  • Kristallstrukturer,
  • Energiband - olika modeller,
  • Defekter i halvledare, Effektiv mass-modellen,
  • Fördelningsfunktioner för elektroner och hål,
  • Transportegenskaper, spridningsprocesser,
  • Optiska egenskaper, Absorption, Excitoner,
  • Rekombinationsprocesser.


B. Kvantstrukturer
  • Heterostrukturer,
  • Kvantbrunnar, supergitter: Tillståndstäthet, dopning, elektronisk struktur, karakterisering,
  • Kvant-Hall effekten, Stark effekt,
  • Moderna metoder för karakterisering av halvledare (optiska, elektriska, magnetiska etc),
  • Kvanttrådar och kvantpunkter.


C. Laborationer
  • Rekombination i halvledare, strålande processer, luminiscens,
  • Optisk karakterisering av halvledare med Fouriertransformteknik (Fononer, defekter).
  • Karakterisering av halvledarstrukturer med elektriska mätningar (Hall-effekt, DLTS).


  Kurslitteratur:
M. Grundmann, The physics of Semiconductors
  Examination:
TEN1 LAB1
En skriftlig tentamen (U,3,4,5)
Laborationskurs (U,G)
 4 hp
2 hp
 


Undervisningsspråk är Engelska.
Institution: IFM.
Studierektor: Magnus Johansson
Examinator: Fredrik Karlsson
Länk till kurshemsida på kursgivande institution
Ansvarig programnämnd: Elektro&Fysik

Engelsk kursplan


Tekniska högskolan vid Linköpings universitet
Länk till sidans topp


Informationsansvarig: TFK , val@tfk.liu.se
Senast ändrad: 04/11/2013