Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Fyzika polovodičů

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
XP13FPD Z,ZK 4 2P+2S česky
Přednášející:
Vítězslav Benda (gar.)
Cvičící:
Vítězslav Benda (gar.)
Předmět zajišťuje:
katedra elektrotechnologie
Anotace:

Cílem předmětu je prohloubení znalostí o vlastnostech polovodičových materiálů a struktur, které jsou důležité pro hlubší pochopení funkce komponentů polovodičové techniky

Požadavky:

Základní znalosti matematiky a fyziky (včetně kvantové teorie)

Osnova přednášek:

1. Základy fyziky pevných látek

Adiabatická aproximace. Jednoelektronová aproximace

Blochův teorem

2. Pohyb elektronu v krystalové mříži ve vnějším elektrickém a magnetickém poli

Díry a jejich základní vlastnosti

3. Pásová struktura nejdůležitějších polovodičů

Polovodiče s diamantovou strukturou. Polovodiče se strukturou sfaleritu

4. Poruchy krystalové mříže

Kmity mřížky - fonony. Interakce fononů s elektrony a dírami

Lokalizované poruchy, donory a akceptory

5. Statistika elektronů a děr v polovodičích

Hustota stavů. Koncentrace volných nosičů náboje

6. Nedegenerované polovodiče, kompenzované polovodiče, degenerované polovodiče,

Vliv teploty na koncentraci nosičů

7. Transportní jevy v polovodičích. Boltzmannova transportní rovnice

Mechanismy rozptylu.

8. Konduktivita polovodičů, závislost na teplotě a koncentraci příměsí

Hallův jev, magnetorezistence. Transportní jevy v přítomnosti gradientu teploty

9. Přenosové jevy v silných elektrických polích

Gunnův jev, nárazová ionizace

10. Generace a rekombinace nerovnovážných nosičů náboje

Optická generace nerovnovážných nosičů náboje

11. Rekombinace nerovnovážných nosičů

Mezipásová zářivá rekombinace, nárazová (Augerova) mezipásová rekombinace

Rekombinace prostřednictvím lokálních center. Povrchová rekombinace.

12. Difúze a drift nerovnovážných nosičů náboje

13. Nehomogenní polovodiče a základní polovodičové struktury

Polovodiče s nehomogenní dotací. Vlastnosti přechodu PN

14. Amorfní polovodiče

Osnova cvičení:

1. Krystalová mřížka, typy krystalových mřížek, prvky symetrie

2. Reciproká krystalová mřížka, Brillounovy zony

3. Pásová struktura polovodičů - příklady

4. Donory a akceptory v polovodičích

5. Výpočet polohy Fermiho hladiny

6. Metody měření konduktivity polovoddičů

7. -11. Měření parametrů polovodičových materiálů

12. Vyhodnocení experimentú

13. Zápočet

Cíle studia:

Získat znalosti o polovodičových materiálech a strukturách potřebné pro hlubší pochopení funkce polovodičových součástek

Studijní materiály:

M. Grundmann: The Physics of Semiconductors - An Introduction Including Nanophysics

and Applications, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010

Y. Yoshida and G. Langouche (editors): Defects and Impurities in Silicon Materials: An Introduction to Atomic-Level Silicon Engineering, Springer, Japan 2015

Benda V, Gowar J, Grant DA: Power semiconductor devices-theory and applications, Chichester, 1999, John Wiley & Sons.

Poznámka:
Rozvrh na zimní semestr 2019/2020:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
místnost T2:E1-2
Benda V.
16:15–17:45
(přednášková par. 1)
Dejvice haly
Laborator L2
místnost T2:E1-2
Benda V.
18:00–19:30
(přednášková par. 1
paralelka 1)

Dejvice haly
Laborator L2
Út
St
Čt

Rozvrh na letní semestr 2019/2020:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 18. 9. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet11849604.html