Počet kreditů 4
Vyučováno v Zimní
Rozsah výuky 2P+2S
Garant předmětu
Přednášející
Cvičící

Cílem předmětu je prohloubení znalostí o vlastnostech polovodičových materiálů a struktur, které jsou důležité pro hlubší pochopení funkce komponentů polovodičové techniky

Základní znalosti matematiky a fyziky (včetně kvantové teorie)

Získat znalosti o polovodičových materiálech a strukturách potřebné pro hlubší pochopení funkce polovodičových součástek

  1. Základy fyziky pevných látek
Adiabatická aproximace. Jednoelektronová aproximace
Blochův teorem

  1. Pohyb elektronu v krystalové mříži ve vnějším elektrickém a magnetickém poli
Díry a jejich základní vlastnosti

  1. Pásová struktura nejdůležitějších polovodičů
Polovodiče s diamantovou strukturou. Polovodiče se strukturou sfaleritu


  1. Poruchy krystalové mříže
Kmity mřížky - fonony. Interakce fononů s elektrony a dírami
Lokalizované poruchy, donory a akceptory

  1. Statistika elektronů a děr v polovodičích
Hustota stavů. Koncentrace volných nosičů náboje

  1. Nedegenerované polovodiče, kompenzované polovodiče, degenerované polovodiče,
Vliv teploty na koncentraci nosičů

  1. Transportní jevy v polovodičích. Boltzmannova transportní rovnice
Mechanismy rozptylu.

  1. Konduktivita polovodičů, závislost na teplotě a koncentraci příměsí
Hallův jev, magnetorezistence. Transportní jevy v přítomnosti gradientu teploty

  1. Přenosové jevy v silných elektrických polích
Gunnův jev, nárazová ionizace

  1. Generace a rekombinace nerovnovážných nosičů náboje
Optická generace nerovnovážných nosičů náboje

  1. Rekombinace nerovnovážných nosičů
Mezipásová zářivá rekombinace, nárazová (Augerova) mezipásová rekombinace
Rekombinace prostřednictvím lokálních center. Povrchová rekombinace.

  1. Difúze a drift nerovnovážných nosičů náboje

  1. Nehomogenní polovodiče a základní polovodičové struktury
Polovodiče s nehomogenní dotací. Vlastnosti přechodu PN

  1. Amorfní polovodiče














  1. Krystalová mřížka, typy krystalových mřížek, prvky symetrie
  2. Reciproká krystalová mřížka, Brillounovy zony
  3. Pásová struktura polovodičů - příklady
  4. Donory a akceptory v polovodičích
  5. Výpočet polohy Fermiho hladiny
  6. Metody měření konduktivity polovoddičů
  7. -11. Měření parametrů polovodičových materiálů
  8. Vyhodnocení experimentú
  9. Zápočet

M. Grundmann: The Physics of Semiconductors - An Introduction Including Nanophysics
and Applications, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010

Y. Yoshida and G. Langouche (editors): Defects and Impurities in Silicon Materials: An Introduction to Atomic-Level Silicon Engineering, Springer, Japan 2015

Benda V, Gowar J, Grant DA: Power semiconductor devices-theory and applications, Chichester, 1999, John Wiley & Sons.

Rozvrh předmětu
Po
Út
St
Čt
PřednáškyCvičení