Popis předmětu - BE2M34SST
BE2M34SST | Solid State Physics | ||
---|---|---|---|
Role: | P | Rozsah výuky: | 3P+1L |
Katedra: | 13134 | Jazyk výuky: | EN |
Garanti: | Voves J. | Zakončení: | Z,ZK |
Přednášející: | Voves J. | Kreditů: | 6 |
Cvičící: | Voves J. | Semestr: | Z |
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=2359Anotace:
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:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán | Obor | Role | Dop. semestr |
MEEK1_2018 | Electronics | P | 1 |
Stránka vytvořena 5.10.2024 15:50:42, semestry: Z/2024-5, Z/2025-6, L/2023-4, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |