| 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-nivÃ¥ och â?"energier samt mobilitet frÃ¥n 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
|
| |
|
|
|