Fyzika polovodičů
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah |
---|---|---|---|
11POLO | ZK | 4 | 4P+0C |
- Garant předmětu:
- Přednášející:
- 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:
- 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, generace světla v polovodičích - elektroluminiscence.
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.
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
- Studijní materiály:
-
Povinná literatura:
[1] Grundmann, M.: The Physics of Semiconductors: An Introduction Including Nanophysics and Applications, 3rd edition, 2018, Springer International Publishing.
[2] Yu, P.Y., Cardona, M.: Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties, 4th edition, 2010, Springer - Verlag.
[3] Frank, H.: Fyzika a technika polovodičů, 1990, SNTL.
Doporučená literatura:
[4] Anderson, B.L., Anderson, R.L.: Fundamentals of Semiconductor Devices, 2nd edition, 2017, McGraw Hill.
[5] Seeger, K.: Semiconductor Physics: An Introduction, 9th edition, 2010, Springer - Verlag.
- Poznámka:
- Další informace:
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Inženýrství pevných látek (povinný předmět programu)