Fyzika polovodičů
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
XP13FPD | Z,ZK | 4 | 2P+2S | česky |
- Garant předmětu:
- Vítězslav Benda
- Přednášející:
- Vítězslav Benda
- Cvičící:
- Vítězslav Benda
- 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 2024/2025:
-
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 Út St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Doktorské studium, prezenční forma (povinně volitelný předmět)
- Doktorské studium, kombinovaná forma (povinně volitelný předmět)
- Doktorské studium, strukturované prezenční (povinně volitelný předmět)
- Doktorské studium, strukturované kombinované (povinně volitelný předmět)