Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M34SST
Anotace:
Předmět, který je zaměřen na fyziku pevných látek, seznamuje se základními vlastnostmi materiálů užívaných v elektronice, zejména polovodičů, ale i kovů a dielektrik. Zahrnuje oblasti krystalografie, fyzikální podstaty vazeb v krystalech, základy termodynamiky pevných, dynamických vlastností krystalové mřížky, pásové struktury pevných látek a s ní spojených transportních jevů. Dále statistiky nosičů náboje v pevných látkách a jejich chování v magnetickém poli.
Cíle studia:
Předmět podává teoretické předpoklady pro pochopení principů fukce elektronických struktur, součástek a zařízení.
Osnovy 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. |
| 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: Maxwell- Boltzmannovo rozdělení, Fermiho-Diracovo a Boseho-Einsteinovo. 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, látky dia-,para-, fero-, feri-, antifero- magnetické. |
| 13. | | Základy supravodivosti - Meissnerův jev, supravodiče I. a II. druhu, Cooperovy páry, vysokoteplotní supravodivost. |
| 14. | | Optické vlastnosti pevných látek, luminiscence. |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Seminář: opakování základů kvantové mechaniky |
| 2. | | Seminář: Periodická tabulka prvků, souvislost s kvantovým modelem atomu |
| 3. | | Seminář: Aplikace kvantové mechaniky ve strukturách s periodickým potenciálem |
| 4. | | Počítačové nástroje ve FPL - praktické ukázky na PC. |
| 5. | | Počítačové nástroje ve FPL - atomistický simulátor Quantumwise. |
| 6. | | Quantumwise - základy práce v prostředí Virtual Nanolab |
| 7. | | Quantumwise - praktické ukázky simulace pásové struktury PL. |
| 8. | | Quantumwise - simulace kmitů krystalové mříže. |
| 9. | | Simulace defektů v krystalech |
| 10. | | Deep Level Transient Spectroscopy |
| 11. | | Simulace transportu elektronů Metodou Monte Carlo |
| 12. | | Simulace feromagnetických PL |
| 13. | | Exkurze: FzÚ AV ČR - charakterizace PL |
| 14. | | Zápočet |
Literatura:
| 1. | | Ch. Kittel: Introduction to Solid State Physics, 8th ed., Wiley 2005 |
| 2. | | K. F. Brennan: The Physics of Semiconductors, Cambridge University Press 1999 |
Požadavky:
PHY2, PHY1, MCM,MC1, LAG.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 19.11.2025 07:51:51, semestry: Z,L/2025-6, Z,L/2026-7, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |