Kwantowe podstawy elektroniki

fizyka

Wykład wykorzystuje pojęcia i bazuje na wiedzy oraz technikach rachunkowych nauczanych w ramach następujących przedmiotów w ich podstawowym zakresie (I - III rok studiów):

- mechanika kwantowa

- elektrodynamika klasyczna

- wstęp do optyki i fizyki ciała stałego

w sali

Celem wykładu jest wprowadzenie podstawowych pojęć dotyczących fizyki półprzewodników, mechanizmów przewodnictwa elektrycznego i przejść optycznych, a w dalszej części - wykorzystanie tych informacji do omówienia działania podstawowych elementów elektronicznych, głównie złącza p-n, tranzystorów polowych i diod świecących.

Program wykładu obejmuje następujące zagadnienia:

- Równanie Schrodingera

- Cząstka w polu potencjału schodkowego

- Cząstka w jednowymiarowej studni kwantowej

- Cząstka w potencjale periodycznym

- Przykłady struktury pasmowej półprzewodników (GaAs, Si, grafen)

- Płytkie domieszki

- Defekty i głębokie stany

- Rachunek zaburzeń zależny od czasu

- Przejścia optyczne w półprzewodnikach 3D i 2D

- Półprzewodniki zdegenerowane i niezdegenerowane

- Złącze p-n

- Diody świecące

- Tranzystory polowe

W. Marciniak, Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone

P. S. Kiriejew, Fizyka półprzewodników

D. L. Pulfrey, Understanding Modern Transistors and Diodes.

S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices

G. Bastard, Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures

Wiedza:

Wykład rozszerza wiedzę ogólną w zakresie mechaniki kwantowej w zastosowaniu do półprzewodników, podkreśla jej znaczenie dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych oraz rozwoju ludzkości (K_W01), pogłębia wiedzę szczegółową w zakresie elektroniki, fizyki ciała stałego, mechaniki kwantowej i technologii półprzewodnikowych (K_W05), nawiązuje do aktualnych tendencji rozwojowych w tych dziedzinach (K_W06).

Umiejętności:

Studenci nabywają umiejętności zastosowania metod mechaniki kwantowej, fizyki statystycznej i elektrodynamiki w rozwiązywaniu problemów dotyczących działania urządzeń elektronicznych (K_U01), rozwijają umiejętności posługiwania się literaturą fachową (K_U04), dokonywania syntezy metod i idei z różnych obszarów fizyk (K_U05).

Kompetencje społeczne:

Studenci pogłębiają rozumienie potrzeby uczenia się przez całe życie (K_K01), współdziałania w grupie (K_K02), odpowiedniego określania priorytetów służących realizacji postawionego celu, tzn. zaliczenia tego wykładu (K_K03), rozwijają rozumienie znaczenia uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób (K_K04); mają świadomość problemów etycznych w kontekście rzetelności badawczej (plagiat czy autoplagiat).

Egzamin pisemny polegający na odpowiedzi na zadane pytania. Do zaliczenia wymagane jest zdobycie co najmniej 60% możliwych do zdobycia punktów. Ocenę uzyskaną z zaliczonego egzaminu pisemnego można poprawić przystępując do egzaminu ustnego. W przypadku niezaliczenia egzaminu pisemnego można przystąpić do egzaminu poprawkowego, ocenianego na zasadach takich, jak egzamin w pierwszym terminie.

Nie dotyczy