Elektronika pevných látek

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Předmět seznamuje se základními vlastnostmi materiálů užívaných v elektronice, zejména polovodičů, ale i kovů a dielektrik. Podává teoretické předpoklady pro pochopení principů funkce elektronických struktur, součástek a zařízení. Využívá znalostí zkvantové mechaniky, statistické fyziky, termodynamiky a teorie elektromagnetického pol

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Pojem pevné a kondenzované látky a jejich popis; krystaly. Klasifikace krystalů.

2.Charakter a druhy vazeb v krystalech; van der Waalsovy krystaly. Iontové a kovalentní krystaly.

3.Reciproká mřížka, Brillouinova zóna, studium prostorového uspořádání krystalu pomocí rozptylu rentgenového záření, svazku neutronů nebo elektronů.

4.Základy termodynamiky pevných látek -fáze, fázová rovnováha, směsné fáze, fázové diagramy, fázové transformace, růst krystalů.

5.Dynamické vlastnosti kryst. mřížky; měrná tepla, deformace a napětí, elastická deformace.

6.Defekty krystalové mřížky; bodové poruchy, dislokace; vlastnosti povrchů, nanokrystaly.

7.Pásová struktura pevných látek. Polovodiče, efektivní hmotnost, hustota stavů.

8.Polovodič v termodynamické rovnováze. Elektrony a díry. Statistická rozdělení: Výpočet polohy Fermiho hladiny.

9.Transportní jevy v polovodičích, srážkové mechanismy.

10.Elektrony a díry v nerovnováze, generace a rekombinace nositelů náboje.

11.Elektrická vodivost dielektrik, elektrická pevnost a průraz vlastní a tepelný. Polarizace dielektrik ve střídavém poli, komplexní permitivita a ztrátový činitel, feroelektrika, pyroelektrika, piezoelektrika.

12.Kovy, Fermiho plyn volných elektronů, Fermiho plochy. Magnetické jevy v látkách a jejich podstata

13.Základy supravodivosti -Meissnerův jev, supravodiče I. a II. druhu, vysokoteplotní supravodivost

14.Optické vlastnosti pevných látek, luminiscence

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Předmět seznamuje se základními vlastnostmi materiálů užívaných v elektronice, zejména polovodičů, ale i kovů a dielektrik. Podává teoretické předpoklady pro pochopení principů funkce elektronických struktur, součástek a zařízení. Využívá znalostí zkvantové mechaniky, statistické fyziky, termodynamiky a teorie elektromagnetického pol

Studijní materiály:

Kompletní prezentace kpřednáškám, prezentace a návody klaboratorním cvičením (Moodle FEL ČVUT).

Doporučená literatura:

[1] B. Navr. A Handbook of Solid State Electronics, Westbury Publishing Ltd 2023. ISBN-13 : 978-1915230317C.

[2] Kittel: Kittel's Introduction to Solid State Physics, Global Edition, Wiley 2018. ISBN-13 : 978-1119454168R.

[3] K. Puri, V.K. Babbar, Solid State Physics & Electronics, S. Chand Publishing 2010. ISBN-13 : 978-8121914758

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a integrované systémy (povinný předmět programu)