studiehandbok@lith
 

Tekniska högskolan vid Linköpings universitet

 
 
År : 2016
 
TFYY47 Halvledarfysik, 6 hp
/Semiconductor Physics/

För:   MFYS   MSN   Y  

 

Prel. schemalagd tid: 54
Rek. självstudietid: 106

  Utbildningsområde: Naturvetenskap

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).


  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

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt.

Om inget annat anges ovan gäller betygsskala enligt avsnitt a8.5 i de gemensamma bestämmelserna.

Kursplanen gäller för 2016 enligt beslut av ansvarig programnämnd/fakultetstyrelse.

Tekniska högskolan vid Linköpings universitet


Informationsansvarig: TFK , val@tfk.liu.se
Senast ändrad: 06/17/2013