Physics of condensed matter and semiconductor structures

Program wykładu:

1. Materia skondensowana, kryształy, ciała amorficzne.

2. Metale, izolatory, półprzewodniki.

3. Relacje dyspersyjne, struktura pasmowa. Przybliżenie masy efektywnej. Własności dynamiczne swobodnych nośników.

4. Dynamika sieci krystalicznej, pojęcie fononów akustycznych i fononów optycznych. Relacje dyspersyjne fononów.

5. Półprzewodniki; domieszki w półprzewodnikach.

6. Transport nośników prądu: dyfuzyjny i balistyczny, transport w polu magnetycznym. Efekty kwantowe w transporcie: tunelowanie, efekty fazowe, kwantyzacja Landauowska.

7. Struktury o obniżonej wymiarowości; półprzewodnikowe studnie, druty i kropki kwantowe, zjawiska kwantowe w strukturach półprzewodnikowych o obniżonej wymiarowości, kwantowy efekt Halla.

Nakład pracy studenta:

Wykład

30h - udział w wykładzie - 1 ECTS

45h - przygotowanie do wykładów (czytanie poleconej literatury) oraz do egzaminu - 2 ECTS

Ćwiczenia

30h - udział w ćwiczeniach - 1 ECTS

45h - przygotowanie do ćwiczeń (w tym przygotowanie rozwiązań zadań prezentowanych przez studenta na ćwiczeniach) oraz do kolokwiów - 2 ECTS

Razem: 6 ECTS

1. Ch. Kittel, „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN 1999 (druk na żądanie)

2. H. Ibach, H. Lüth, „Solid state physics”, 4th edition, Springer 2009

3. P.Y. Yu, M. Cardona, „Fundamentals of Semiconductors”, 3rd edition, Springer 2001

4. K. Sierański, M. Kubisa, J. Szatkowski, J. Misiewicz, „Półprzewodniki i struktury półprzewodnikowe”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2002

5. P.W. Atkins, „Chemia Fizyczna”, PWN 2001,

6. J. Ginter, “Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego”, PWN 1979

7. J. M. Ziman – „Wstęp do teorii ciała stałego” PWN, 1977

8. W.A. Harrison, „Teoria ciała stałego”, PWN 1976

W trakcie zajęć student powinien nabyć umiejętność użycia mechaniki kwantowej do opisu ciał stałych oraz zrozumieć podstawowe pojęcia opisu materii skondensowanej i zjawisk fizycznych w niej zachodzących, ze szczególnym uwzględnieniem metali, izolatorów, półprzewodników.

Organizacja zajęć, kryteria oceny i warunki zaliczenia:

1. Każdy student, na ćwiczeniach, co najmniej raz w ciągu semestru, zobowiązany będzie do przedstawienia na tablicy rozwiązania przygotowanego przez siebie wcześniej zadania. Zadania wybierane będą z listy zadań przewidzianych na kolejne ćwiczenia

2. Oceny punktowe:

a) 2 kolokwia, na każdym - 3 zadania po 3 pkt: 2x3x3 pkt. = 18 pkt.

b) ogólna aktywność w trakcie ćwiczeń (w tym – zadania rozwiązywane na ćwiczeniach) – 2 pkt.

3. Zaliczenie ćwiczeń: minimum 10 pkt. oraz nie więcej niż 2 nieusprawiedliwione nieobecności.

4. Egzamin pisemny (test + 3 zadania, każde punktowane do 5 punktów) (15+15) = 30 pkt.

Razem w ciągu semestru można zdobyć 50 pkt.

5. Ostateczny wynik zależy od wszystkich powyższych elementów oraz wyniku egzaminu ustnego

6. Osoby, które nie zaliczyły ćwiczeń w normalnym trybie mogą uzyskać zaliczenie przystępując do egzaminu pisemnego w 1. terminie. Warunek zaliczenia ćwiczeń: uzyskanie 15 pkt./30 pkt. z egzaminu (+ obecność na ćwiczeniach). Osoby, które w ten sposób zaliczą ćwiczenia, są dopuszczone do egzaminu ustnego w sesji normalnej.

7. Do egzaminu pisemnego w sesji poprawkowej dopuszczeni są wszyscy, którzy regularnie uczęszczali na ćwiczenia.

8. Osoby, które wcześniej nie zaliczyły ćwiczeń będą dopuszczone do poprawkowego egzaminu ustnego pod warunkiem uzyskania z części pisemnej minimum 15 pkt./30 pkt. (+ obecność na ćwiczeniach).