PředmětyPředměty(verze: 908)
Předmět, akademický rok 2022/2023
   Přihlásit přes CAS
Fyzika polovodičů pro optoelektroniku I - NOOE002
Anglický název: Semiconductor Physics for Optoelectronics I
Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2020
Semestr: zimní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Virtuální mobilita / počet míst: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
RNDr. Jan Kunc, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Optika a optoelektronika
Anotace -
Poslední úprava: ()
Elektrony, díry, pásová struktura. Homogenní polovodič. Drift, difuze, generace, rekombinace, zachycení a tunelování nosičů. Polovodičové struktury. Nízkodimenzionální struktury.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)

Seznámit studenty se základy transportu v polovodičích.

Literatura
Poslední úprava: T_FUUK (03.05.2005)

H.Frank, Fyzika a technika polovodičů. SNTL, Praha 1990.

Metody výuky -
Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (09.05.2008)

přednáška

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: prof. Ing. Jan Franc, DrSc. (23.06.2020)

Složení ústní zkoušky v rozsahu dle sylabu.

Sylabus -
Poslední úprava: FRANC (06.04.2005)
1. Elektrony, díry, pásová struktura.
Klasifikace materiálů (geometrie, čistota, elektrické vlastnosti, mechanické vlastnosti) Krystalové mřížky a periodické struktury (3d prostorové mřížky; struktury: diamant, sfalerit, wurtzit) Spektrum energií elektronů v polovodičích (pohyb elektronu v periodické krystalové mříži, slabé a silně vázané elektrony, pásová struktura, Brillouinova zona, typy pásových struktur, struktura krajů zon. Díry.).

2. Homogenní polovodič.
Podmínky tepelné a elektrické rovnováhy. Čistý polovodič, dotovaný polovodič (donory, akceptory), vazebná energie zachycených elektronů a děr na příměsových centrech. Stanovení koncentrace elektronů a děr. Fermi-Diracova rozdělovací funkce. Hustota stavů elektronů a děr: Valence, degenerační faktor a deionizace donorů a akceptorů. Podmínka elektrické neutrality. Stanovení Fermiho meze. Příměsový pás.

3. Drift, difuze, generace, rekombinace, zachycení a tunelování nosičů.
Drift Fenomenologické zavedení transportních koeficientů (elektrická vodivost, magnetoresistence, Hallův jev, Seebeckův jev, tepelná vodivost a stručně další). Kinetická rovnice a její řešení. Mechanismy rozptylu nosičů proudu (akustické a optické fonony, ionizované příměsi a další) Difuse Einsteinův a Boltzmanův vztah. Fermiho energie a kvazi Fermiho energie. Rovnice kontinuity náboje a proudu. Shockleyho rovnice. Generace (G), rekombinace (R), záchyt (Z) a tunelování (T) Mezipásová tepelná G a R, mezipásová optická G a R, mezipásová Augerova rekombinace. Vliv záchytných center. Pružné a nepružné tunelování. Doby života.

4. Povodovičové struktury.
Kontakt kov polovodič, přechod p-n, Základní charakteristiky.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (12.05.2008)

uzavřené Bc studium

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK