Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Spintronika i elektronika molekularna
Koordynator przedmiotu:
Jakub WALCZAK
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Elektronika
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
SPN
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
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
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zalecane jest wcześniejsze zaliczenie przedmiotu Podstawy nanoelektroniki i nanofotoniki
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest wprowadzenie do zagadnień związanych z dziedzinami elektroniki, takimi jak spintronika oraz elektronika molekularna. Rozważane są zjawiska fizyczne, a także omawiane są ich zastosowania oraz przyrządy. Efektem kształcenia będzie poznanie podstaw spintroniki i elektroniki molekularnej, obecnego stanu rozwoju tych dziedzin elektroniki, kierunków i trendów ich rozwoju oraz stojących przed nimi problemów i wyzwań. Zakładanym efektem realizacji projektu będzie nabycie praktycznych umiejętności modelowania podstawowych zjawisk i zależności fizycznych występujących w spintronice i elektronice molekularnej.
Treści kształcenia:
Treść wykładu: - Wprowadzenie do spintroniki (4h): spin, oddziaływanie spin-orbita, wpływ pola magnetycznego na układy kwantowe, podpasma magneto-elektryczne, relaksacja spinowa, oddziaływanie wymiany. - Półprzewodniki magnetyczne i transport spinowy w ciałach stałych (6 h): półprzewodniki magnetyczne, podstawowe właściwości transportu spinowego, nadzwyczajny magnetotransport, wstrzykiwanie spinu i kontrola polaryzacji spinu, transport spinowy w drucie kwantowym. - Przyrządy spintroniki (10 h): przyrządy pasywne, zawór spinowy, zjawisko gigantycznej magnetorezystancji, przyrządy hybrydowe spinowo-ładunkowe, tranzystory polowe typu SPINFET, spinowe tranzystory bipolarne SBJT, tranzystory wykorzystujące gigantyczną magnetorezystancję, spinowe przyrządy monolityczne, odczyt i zapis pojedynczego spinu, logika pojedynczego spinu, bramka NAND, kubity i obliczenia kwantowe z wykorzystaniem spinu, inwerter kwantowy, bramka Toffoli-Fredkina, bramki kwantowe. - Wprowadzenie do elektroniki molekularnej (2h): molekularne ciała stałe, rodzaje i właściwości struktur molekularnych. - Transport nośników ładunku w strukturach molekularnych (4h): mechanizmy wstrzykiwania ładunku, złącza, rodzaje prądów. - Zjawiska elektroluminescencji i fotowoltaiczne (2h): generacja stanów wzbudzonych, rekombinacja, urządzenia wykorzystujące zjawisko elektroluminescencji, ogniwa fotowoltaiczne. - Wybrane przyrządy elektroniki molekularnej (2h): diody i prostowniki prądu, tranzystory molekularne, przełączniki molekularne, pamięci molekularne. Zakres ćwiczeń, laboratorium, projektu: Zadania projektu obejmują modelowanie podstawowych zjawisk fizycznych i zależności związanych z działaniem przyrządów spintroniki.
Metody oceny:
Efekty kształcenia weryfikowane będą na podstawie wyników kolokwiów i projektu: Przewidziane są dwa kolokwia: 2 x (0-5) punktów, projekt: 0 - 10 punktów, Łącznie 20 punktów.
Egzamin:
nie
Literatura:
Materiały wykładowe. Literatura uzupełniająca: - Supriyo Bandyopadhyay, Marc Cahay, ‘Introduction to Spintronics’, CRC Press, 2008; - Juan Carlos Cuevas, Elke Scheer, 'Molecular Electronics: An Introduction to Theory and Experiment', World Scientific, 2010; - Jan Godlewski, 'Wstęp do elektroniki molekularnej', Politechnika Gdańska, 2008;
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się