Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

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. 2020/2021

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