Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Anotace:
Cílem předmětu je prohloubení znalostí o vlastnostech polovodičových materiálů a struktur, které jsou důležité pro hlubší pochopení funkce komponentů polovodičové techniky
Cíle studia:
Získat znalosti o polovodičových materiálech a strukturách potřebné pro hlubší pochopení funkce polovodičových součástek
Obsah:
. Základy fyziky pevných látek. Pohyb elektronu v krystalové mříži ve vnějším elektrickém a magnetickém poli. Díry a jejich základní vlastnosti. Pásová struktura nejdůležitějších polovodičů
Poruchy krystalové mříže Statistika elektronů a děr v polovodičích. Koncentrace volných nosičů náboje. Vliv teploty a koncentrace příměsí na koncentraci nosičů. Transportní jevy v polovodičích.
Konduktivita polovodičů, Hallův jev, magnetorezistence. Transportní jevy v přítomnosti gradientu teploty. Přenosové jevy v silných elektrických polích. Generace a rekombinace nerovnovážných nosičů náboje. Difúze a drift nerovnovážných nosičů náboje. Nehomogenní polovodiče a základní polovodičové struktury. Vlastnosti přechodu PN. Amorfní polovodiče.
Osnovy 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
Osnovy 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 |
Literatura:
| 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.
Požadavky:
Základní znalosti matematiky a fyziky (včetně kvantové teorie)
Poznámka:
| XP13FPD - Semiconductor physics |
Klíčová slova:
Elektrony a díry, vodivostní pás, valenční pás, donory, akceptory, fermi-dirakova rozdělovací funkce, Fermiho energie, koncentrace volných nosičů náboje, Boltzmannova transportní rovnice, konduktivita polovodičů, Hallův jev, termoelektrické jevy, nerovnovážné nosiče náboje - generace a rekombinace, difúze a drift nosičů, nehomogenní polovodiče, přechod PN, heteropřechody, přechod polovodič - kov, amorfní polovodiče
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 12.10.2024 15:50:45, semestry: Z/2024-5, L/2023-4, Z/2025-6, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |