Fyzika polovodičů 1
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
11POL1 | ZK | 6 | 4 | česky |
- Přednášející:
- Zdeněk Potůček (gar.)
- Cvičící:
- Předmět zajišťuje:
- katedra inženýrství pevných látek
- Anotace:
-
Předmět podává přehled základních fyzikálních jevů využívaných při konstrukci a činnosti polovodičových součástek. Podrobně je vysvětlena mikroskopická podstata elektrických, galvanomagnetických, termoelektrických, termomagnetických, fotoelektrických a optických vlastností vlastních i příměsových polovodičů s ohledem na možnosti jejich cíleného ovlivňování a optimalizace. Velká pozornost je věnována také objasnění vlastností P-N přechodu a kontaktu kov - polovodič.
- Požadavky:
-
Základní znalosti ze struktury pevných látek a teorie pevných latek.
- Osnova přednášek:
-
1. Základní vlastnosti a typy polovodičů.
2. Energetická pásová struktura polovodičů, kladně nabité díry, efektivní hmotnost.
3. Statistika nosičů náboje v termodynamické rovnováze, obsazovací faktory energetických hladin příměsí, intrinzický, dotovaný, kompenzovaný a degenerovaný polovodič.
4. Transport náboje a energie v nedegenerovaných polovodičích, Boltzmannova transportní rovnice, relaxační doba, elektrická vodivost, Hallův jev, magnetoodporový jev.
5. Mechanismy rozptylu v polovodičích, rozptyl na akustických fononech a ionizovaných příměsích, teplotní závislost doby života a pohyblivosti nosičů náboje.
6. Difúze nosičů náboje, nehomogenní systémy, Einsteinovy vztahy.
7. Termoelektrický jev, Peltierův jev, termomagnetické jevy.
8. Injekce a rekombinace volných nosičů náboje, ambipolární pohyblivost, difúzní délka minoritních nosičů náboje.
9. Optická absorpce polovodičů, absorpce excitonů a příměsí.
10. Hluboké příměsi, elektronové a děrové pasti, rekombinační centra.
11. Fotoelektrické vlastnosti polovodičů, mechanismy a dynamika fotoelektrické vodivosti, fotovoltaické jevy.
12. Strmý P-N přechod v termodynamické rovnováze, voltampérová charakteristika P-N přechodu, kapacita P-N přechodu, pozvolný P N přechod.
13. Kontakt kov - polovodič, Schottkyho kontakt, voltampérová charakteristika Schottkyho kontaktu, transport elektronů kontaktem, ohmický kontakt.
14. Generace světla v polovodičích, elektroluminiscence.
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
-
Znalosti:
Mikroskopická podstata elektrických, galvanomagnetických, termoelektrických, termomagnetických, fotoelektrických a optických vlastností vlastních i příměsových polovodičů, přechodu P-N a kontaktu kov - polovodič.
Schopnosti:
Popis polovodiče vhodným fyzikálním modelem, který umožňuje předvídat jeho chování za daných podmínek a cíleně ovlivňovat jeho vlastnosti.
- Studijní materiály:
-
Povinná literatura:
[1]. H. Frank: Fyzika a technika polovodičů, SNTL, Praha, 1990.
Doporučená literatura:
[2]. B. Sapoval, C. Hermann: Physics of semiconductors, Springer - Verlag, Berlin, 2003.
[3]. K. Seeger, Semiconductor physics, Springer - Verlag, Wien, 1973.
- Poznámka:
- Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: