PředmětyPředměty(verze: 964)
Předmět, akademický rok 2024/2025
   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 2022
Semestr: zimní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
doc. RNDr. Jan Kunc, Ph.D.
Vyučující: prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
doc. RNDr. Jan Kunc, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Optika a optoelektronika
Anotace -
Elektrony, díry, pásová struktura. Homogenní polovodič. Drift, difuze, generace, rekombinace, zachycení a tunelování nosičů. Polovodičové struktury. Nízkodimenzionální struktury.
Poslední úprava: ()
Cíl předmětu -

Seznámit studenty se základy transportu v polovodičích.

Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)
Literatura -

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

Poslední úprava: T_FUUK (03.05.2005)
Metody výuky -

přednáška

Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (09.05.2008)
Požadavky ke zkoušce -

Složení ústní zkoušky v rozsahu dle sylabu.

Poslední úprava: Franc Jan, prof. Ing., DrSc. (23.06.2020)
Sylabus -
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.

Poslední úprava: FRANC (06.04.2005)
Vstupní požadavky -

uzavřené Bc studium

Poslední úprava: FRANC/MFF.CUNI.CZ (12.05.2008)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK