Popis předmětu - B2M34SST

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B2M34SST Fyzika pevných látek Rozsah výuky:3p+1l
Garanti:Voves J. Role:PV,P,V Jazyk výuky:CS
Vyučující:Voves J. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13134 Kreditů:6 Semestr:Z

Anotace:

Předmět, který je zaměřen na fyziku pevných látek, seznamuje se základními vlastnostmi materiálů užívaných v elektronice, zejména polovodičů, ale i kovů a dielektrik. Zahrnuje oblasti krystalografie, fyzikální podstaty vazeb v krystalech, základy termodynamiky pevných, dynamických vlastností krystalové mřížky, pásové struktury pevných látek a s ní spojených transportních jevů. Dále statistiky nosičů náboje v pevných látkách a jejich chování v magnetickém poli.

Cíle studia:

Předmět podává teoretické předpoklady pro pochopení principů fukce elektronických struktur, součástek a zařízení.

Osnovy přednášek:

1. Pojem pevné a kondenzované látky a jejich popis; krystaly. Klasifikace krystalů.
2. Charakter a druhy vazeb v krystalech; van der Waalsovy krystaly. Iontové a kovalentní krystaly.
3. Reciproká mřížka, Brillouinova zóna, studium prostorového uspořádání krystalu pomocí rozptylu rentgenového záření, svazku neutronů nebo elektronů.
4. Základy termodynamiky pevných látek - fáze, fázová rovnováha, směsné fáze, fázové diagramy, fázové transformace.
5. Dynamické vlastnosti kryst. mřížky; měrná tepla, deformace a napětí, elastická deformace.
6. Defekty krystalové mřížky; bodové poruchy, dislokace; vlastnosti povrchů, nanokrystaly.
7. Pásová struktura pevných látek. Polovodiče, efektivní hmotnost, hustota stavů.
8. Polovodič v termodynamické rovnováze. Elektrony a díry. Statistická rozdělení: Maxwell- Boltzmannovo rozdělení, Fermiho-Diracovo a Boseho-Einsteinovo. Výpočet polohy Fermiho hladiny.
9. Transportní jevy v polovodičích, srážkové mechanismy.
10. Elektrony a díry v nerovnováze, generace a rekombinace nositelů náboje.
11. Elektrická vodivost dielektrik, elektrická pevnost a průraz vlastní a tepelný. Polarizace dielektrik ve střídavém poli, komplexní permitivita a ztrátový činitel, feroelektrika, pyroelektrika, piezoelektrika.
12. Kovy, Fermiho plyn volných elektronů, Fermiho plochy. Magnetické jevy v látkách a jejich podstata, látky dia-,para-, fero-, feri-, antifero- magnetické.
13. Základy supravodivosti - Meissnerův jev, supravodiče I. a II. druhu, Cooperovy páry, vysokoteplotní supravodivost.
14. Optické vlastnosti pevných látek, luminiscence.

Osnovy cvičení:

1. Seminář: opakování základů kvantové mechaniky
2. Seminář: Periodická tabulka prvků, souvislost s kvantovým modelem atomu
3. Seminář: Aplikace kvantové mechaniky ve strukturách s periodickým potenciálem
4. Počítačové nástroje ve FPL - praktické ukázky na PC.
5. Počítačové nástroje ve FPL - atomistický simulátor Quantumwise.
6. Quantumwise - základy práce v prostředí Virtual Nanolab
7. Quantumwise - praktické ukázky simulace pásové struktury PL.
8. Quantumwise - simulace kmitů krystalové mříže.
9. Simulace defektů v krystalech
10. Deep Level Transient Spectroscopy
11. Simulace transportu elektronů Metodou Monte Carlo
12. Simulace feromagnetických PL
13. Exkurze: FzÚ AV ČR - charakterizace PL
14. Zápočet

Literatura:

1. Ch. Kittel: Introduction to Solid State Physics, 8th ed., Wiley 2005
2. K. F. Brennan: The Physics of Semiconductors, Cambridge University Press 1999

Požadavky:

Webová stránka:

http://moodle.fel.cvut.cz/

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPEK4_2016 Audiovizuální technika a zpracování signálů V
MPEK1_2016 Komunikační systémy a sítě V
MPEK1_2018 Před zařazením do oboru P 1
MPEK3_2016 Elektronika P 1
MPEK2_2016 Radiová a optická technika PV 3


Stránka vytvořena 13.12.2018 07:48:12, semestry: Z,L/2020-1, L/2017-8, L/2019-20, Z,L/2018-9, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.