Nazwa przedmiotu:
Fizyka półprzewodników
Koordynator przedmiotu:
Prof. dr hab. Małgorzata Igalson, igalson@if.pw.edu.pl, prof. nzw
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fizyka Techniczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1050-FT000-ISP-6FPP
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
wykład ‒ 30 h, konsultacje ‒ 5 h, studia literaturowe ‒ 5 h, przygotowanie do wykładów ‒ 10 h, przygotowanie do egzaminu ‒ 30 h, egzamin ‒ 2 h. Razem w smestrze 82 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach – 30 h 2. obecność na ćwiczeniach – 0 h 3. obecność na laboratoriach – 0 h 4. obecność na egzaminie – 2 h 5. uczestniczenie w konsultacjach – 5 h Razem w semestrze 37 h, co odpowiada 2 pkt. ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Mechanika kwantowa I, Wstęp do fizyki ciała stałego
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Znajomość zjawisk elektronowych zachodzących w półprzewodnikach i metod ich opisywania, umiejętność ilościowej oceny elektronowych parametrów półprzewodników na podstawie danych doświadczalnych
Treści kształcenia:
Wykład: 1. Pasma energetyczne w półprzewodnikach, wiązania w półprzewodnikach, przerwa energetyczna, swobodne elektrony i dziury. 2. Struktura elektronowa E(k), przybliżenie prawie swobodnego elektronu, model silnego wiązania. Przykłady E(k), masa efektywna w różnych półprzewodnikach, wpływ rozszczepienia homopolarnego i chemicznego. Półprzewodnikowe roztwory stałe. 3. Statystyka elektronów i dziur: gęstość stanów, koncentracja elektronów i dziur w półprzewodniku niezdegenerowanym i zdegenerowanym. Półprzewodnik samoistny. Domieszkowanie, donory i akceptory. Koncentracja swobodnych nośników i poziom Fermiego w półprzewodniku domieszkowanym. 4. Zjawiska transportu elektronowego, równanie kinetyczne Boltzmana, czas relaksacji. Ruch nośników w polu elektrycznym. Ruchliwość i mechanizmy rozpraszania. Gorące nośniki, ujemny opór - efekt Gunna. Siła termoelektryczna, zjawisko Halla, magnetoopór. 5. Defekty sieci: centra wieloładunkowe, centra o ujemnej energii korelacji Hubbarda. Stany nierównowagowe – generacja i rekombinacja, czas życia nośnika. Rekombinacja SRH. Równanie ciągłości, droga dyfuzji. 6. Złącze PN, rozkład ładunku i potencjału w złączu, charakterystyki prądowo-napięciowe. Przebicie. Kontakty metal-półprzewodnik, diody Schottky’ego. Heterozłącze. Struktura MOS. Ograniczenia technologii planarnej.
Metody oceny:
Egzamin pisemny (więcej niż połowa punktów) + dodatkowe punkty za zadania domowe
Egzamin:
tak
Literatura:
1. W.L. Boncz-Brujewicz, S.G. Kałasznikow „Fizyka półprzewodników” 2. C. Kittel „Wstęp do fizyki ciała stałego” 3. J. Hennel „Podstawy elektroniki półprzewodnikowej” 4. K. Sierański, M. Kubisa, J. Szatkowski, J. Misiewicz „Półprzewodniki i struktury półprzewodnikowe” 5. A. Rockett "Material Science of Semiconductors"
Witryna www przedmiotu:
http://www.if.pw.edu.pl/~igalson
Uwagi:

Efekty uczenia się