Introductory course on electronic band structures and transport in systems from mac-roscopic dimensions to dimensions
comparable to inter-atomic distances in solid state crystals. The course focuses on theory aspects but will also be
complemented with demonstrations of experimental techniques in selected nanoelectronic laboratories. Some of the topics
will be further elaborated on in the supplementary courses.
Last update: T_KEVF (24.05.2007)
Úvodní přednáška o elektronové struktuře a transportu ve strukturách od makrosko-pických rozměrů k rozměrům blížícím
se meziatomovým vzdálenostem v krystalech pevných látek. Přednáška má spíše teoretické zaměření, ale bude obsahovat
i výklady v technologických a experimentálních laboratořích pro výzkum nanoelektroniky. Některá témata jsou rozvedena
podrobněji ve výběrových přednáškách.
Course completion requirements - Czech
Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.06.2019)
Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky.
Literature -
Last update: T_KEVF (24.05.2007)
M. P. Marder, Condensed Matter Physics, J. Wiley 2000
B. I. Shklovskii, A. L. Efros, Springer 1984
S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge Univ. Press 1995
G. D. Mahan, Many-Particle Physics, Kluwer Academic 2000
P.Y. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors, Springer 1994
S. L. Chuang, Physics of optoelectronic devices, J. Wiley 1995
D. Bimberg et al., Quantum Dot Heterostructures, J. Wiley 1999
C. Delerue, M. Lannoo, Nanostructures, theory and modeling, Springer 2004
D. J. Mills and J.A.C. Bland (eds), Nanomagnetism, Elsevier 2006
M. Grundmann, Nano-optoelectronics, Springer 2002
Last update: T_KEVF (11.05.2010)
M. P. Marder, Condensed Matter Physics, J. Wiley 2000
B. I. Shklovskii, A. L. Efros, Springer 1984
S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge Univ. Press 1995
G. D. Mahan, Many-Particle Physics, Kluwer Academic 2000
P.Y. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors, Springer 1994
S. L. Chuang, Physics of optoelectronic devices, J. Wiley 1995
D. Bimberg et al., Quantum Dot Heterostructures, J. Wiley 1999
C. Delerue, M. Lannoo, Nanostructures, theory and modeling, Springer 2004
D. J. Mills and J.A.C. Bland (eds), Nanomagnetism, Elsevier 2006
M. Grundmann, Nano-optoelectronics, Springer 2002
Requirements to the exam - Czech
Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.06.2019)
Předmět je zakončen zkouškou. Zkouška probíhá ústní formou. Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.
Syllabus -
Last update: T_KEVF (24.05.2007)
1) Basic theory tools for studying electronic transport.
Band structure calculations in three-dimensional and low-dimensional systems, Boltzmann, Kubo, and Landauer theories of transport.
2) Basic experimental tools.
Growth of crystals with atomic-layer precession (MBE), fabrication of nanostructures and contacts (electron-beam lithography), dc and ac transport measurements.
3) Insulator to metal transition.
Mott transition (electron-electron interactions), Anderson transition (disorder), transition in extrinsic semiconductors, weak localization, longitudinal and transverse conductivity
4) Normal and quantum Hall effect in two-dimensional systems
5) Extraordinary magnetoresistance.
Anomalous Hall effect, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance, and spin-current induced magnetization switching in ferromagnetic conductors, spin Hall effect.
6) Electronic transport in micro and nanostructures.
Quantum conductance in a one-dimensional wire, Aharonov-Bohm effect, universal conductance fluctuations, Coulomb and magneto-Coulomb blockade in single-electron transistors.
Last update: T_KEVF (24.05.2007)
1) Základní teoretické nástroje studia elektronového transportu.
Výpočty pásových struktur třírozmérných a nízkorozměrných systémů, Boltzmannova, Kubova a Landauerova teorie transportu.
2) Základní experimenální nástroje.
Růst krystalů po atomových vrstvách (MBE), příprava nanostruktur a kontaktů (elektronová litografie), měření stejnosměrné a střídavé vodivosti.
3) Přechod izolátor-kov.
Mottův přechod (elektron-elektronové interakce), Andersonův přechod (nečistoty), přechod v extrinsickém polovodiči, slabá lokalizace, podélná a příčná vodivost.
4) Normální a kvantový Hallův jev v dojrozměrných systémech.
5) Extraordinerní magnetoresistence.
Anomální Hallův jev, anisotropní magnetoresistence, gigantická magnetoresistence a spinovým prodem indukovaná změna magnetizace ve feromagnetických vodičích, spinový Hallův jev.
6) Elektronový transport v mikro a nanosytémech.
Kvantová vodivost v jednorozměrném drátu, Aharonův-Bohmův jev, univerzální fluktuace vodivosti, Coulombovská a magneto-Coulombovská blokáda v jednoelektronových transistorech
