Detail předmětu

Cílem přednášky je objasnit důležité jevy současné fyziky polovodičových rozhraní a nanostruktur s pomocí adekvátních fyzikálních nástrojů - kvantové a statistické fyziky.

Posluchač si vytvoří představu o tom, jak moderní fyzika popisuje a vysvětluje jevy, odehrávající se v polovodičových strukturách, na jejich rozhraní a v nanostrukturách. Chápe fyzikální podstatu omezení při miniaturizaci polovodičových součástek.

Prerekvizitou je absolvování magisterského studia FEKT či obdobého zaměření.

Kvantová mechanika, stručný přehled.
Rozhraní: polovodič A-polovodič B, polovodič-kov, polovodič-izolátor. Vyčerpaná oblast, vlastnosti. Principiální omezení daná kvantovou a statistickou fyzikou.
Nanostruktury: Základní typy nanostruktur. Detekce a lokalizace nanostruktur. Interakce v blízkém poli. Nanotechnologické nástroje a zařízení. Nanooptika. Aplikace nanotechnologií: lékařské a biotechnologické obory, nanoelektronika, molekulární elektronika.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

projekt, závěrečná zkouška

1.Rozhraní v polovodičích. Homogenní a heterogenní přechody v polovodičích. Poissonova rovnice.
2. Rozhraní polovodič-kov. Rozložení náboje a potenciálu na rozhraní. Vyčerpaná oblast, kapacita, frekvenční závislost. Transport nosičů přes rozhraní.
3. Rozhraní polovodič-izolant. Rozložení náboje a potenciálu na rozhraní. Vyčerpaná oblast, kapacita, frekvenční závislost. Transport nosičů přes rozhraní.
4. Polovodičové struktury vyráběné současnými technologiemi. Kvantové efekty v polovodičových strukturách.
Fyzikální meze s hlediska kvantové a statistické fyziky.
5. Analýza elektronových pastí.
6. Základní nanostruktury. Interakce v blízkém poli. Detekce a lokalizace nanostruktur.
7. Základy nanooptiky. Interakce v blízkém poli a mikroskopie (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná,.).
8. Optické a elektrické vlastnosti nanočástic.
9. Návrh a modelování nanofotonických a nanoelektronických komponent a systémů.
10. Fotonické krystaly.
11. Plasmonika.
12. Aplikace nanotechnologií: Lékařské a biotechnologické obory,
13. Nanoelektronika, Molekulární elektronika.

S.M.Sze: Physics of semiconductor devices, 2nd ed., Wiley Eastern, New Delhi, 1981. ISBN 0 8522646 7.
JP. Colinge, C.A. Colinge: Physics of Semiconductor Devices, Kluwer 2002, ISBN 1-40207-018-7
Saleh, B.E.A., Teich, M.C.: Základy fotoniky 1,2,3,4 Matfyzpress, Praha, 1994, 1995, 1996
Ch.P.Poole, Jr., F.J. Owens: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9