Kwantowe podstawy elektroniki

fizyka

Wykład wykorzystuje pojęcia i bazuje na informacjach oraz technikach rachunkowych wchodzących w skład 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 opis działania podstawowych urządzeń elektronicznych na poziomie mikroskopowym. Tok wykładu koncentrować się będzie wokół zagadnień związanych z budową i funkcjonowaniem diod, tranzystorów i laserów półprzewodnikowych.

W wykładzie omówione będą zagadnienia związane z budową i działaniem diod Schottky'ego i tunelowych, złączy p-n, tranzystorów polowych MOS i HEMT, diod elektroluminescencyjnych i laserów półprzewodnikowych oraz detektorów promieniowania elektromagnetycznego.

Program wykładu obejmuje następujące zagadnienia:

- Struktura pasmowa i gęstość stanów półprzewodników domieszkowanych

- Statystyka elektronów i dziur w półprzewodnikach

- Przewodnictwo elektronów i dziur w półprzewodnikach jedno- i wielodolinowych

- Ruchliwość i mechanizmy rozpraszania, krawędź ruchliwości

- Złącze p-n

- Tunelowanie, złącze tunelowe

- Tranzystory polowe

- Oddziaływanie promieniowania z materią

- Zasada działania lasera

- Emisja światła w złączach p-n

- Lasery półprzewodnikowe

- Kwantowe lasery kaskadowe

- Detektory promieniowania elektromagnetycznego

J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego

F. Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów

W. Marciniak, Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone

P. S. Kiriejew, Fizyka półprzewodników

I. Białynicki - Birula, M. Cieplak, J. Kamiński, Teoria kwantów

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

C. Cohen - Tannoudji, B, Diu, F. Laloe, Quantum mechanics

A. Haken, Światło. Fale, fotony, atomy.

H. K. Henisch, Semiconductor Contacts

S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices

K.K. Ng, Complete Guide to Semiconductor Devices

G. Bastard, Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures

S. Tiwari, Compound Semiconductor Physics

A. V. Kavokin, J. J. Baumberg, G. Malpuech, F. P. Laussy, Microcavities

P. Meystre, M. Sargent III, Elements of Quantum Optics

W. W. Chow, S. W. Koch, Semiconductor - Laser Fundamentals

S. Hooker, Colin Webb, Laser Physics

B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Fundamentals of Photonics

M. Grundmann, The Physics of Semiconductors

C. Jacoboni, Theory of Electron Transport in Semiconductors

Wiedza:

Wykład rozszerza wiedzę ogólną w zakresie elektroniki i mechaniki kwantowej, 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 ustny

Nie dotyczy