Detail předmětu

Junctions and nanostructures

FEKT-DFY1AAk. rok: 2018/2019

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.

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

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

Prerekvizity

Prerekvizitou je absolvování magisterského studia FEKT či obdobého zaměření.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Teaching methods depend on the type of course unit as specified in the article 7 of BUT Rules for Studies and Examinations.

Způsob a kritéria hodnocení

0-20 b projekt
0-80 b závěrečná zkouška

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

1. Úvod do předmětu, filozofie moderní fyziky a fyzikální podstata látek (atomy v pohybu, molekuly, klastry, atd.).
2. Speciální teorie relativity (Michelsonův-Morleyův pokus, Galileho a Lorentzova transformace, Lorentzova-FitzGeraldova kontrakce dilatace času a další důsledky).
3. Částicové vlastnosti vln (teplotní záření, kvantová teorie světla, fotoelektrický jev, Comptonův jev, difrakce paprsků X).
4. Vlnové vlastnosti částic (princip duality, de Broglieho vlny, grupová a fázová rychlost, vlnová funkce, difrakce částic, princip neurčitosti, pokus Johna Wheelera).
5. Kvantová mechanika (vlastnosti vlnové funkce, Schrödingerova rovnice, vlastní hodnoty a vlastní funkce, operátory střední hodnoty, řešení částice v potenciálové jámě, paradox Schrödingerovy kočky).
6. Řešení problémů v kvantové mechanice (stupeň potenciální energie, harmonický oscilátor, tunelování, rezonanční tunelování, kvantová tečka).
7. Kvantový popis atomu vodíku (SR pro atom vodíku, kvantová čísla, Zeemanův efekt, Starkův efekt, Bohrův model).
8. Víceelektronové atomy (elektronová konfigurace, Hundovo pravidlo, atomová spektra).
9. Elektronové energetické stavy a pásové teorie.
10. Rozhraní (homogenní a heterogenní přechody v polovodičích, polovodič-kov, polovodič-izolant, Poissonova rovnice, typické elektronové pasti, hustota stavů).
11. Nanoelektronika a transport náboje (kvantová vodivost, Coulombovská blokace a oscilace, Hallův jev).
11. Exkurze do společnosti Thermo Fisher Scientific (FEI Czech Republic s.r.o.).
12. Mikroskopie (TEM, SEM, Field Ion mikroskopie, praktické měření).
13. Spektroskopie (IR, Ramanova, rentgenová, magnetická rezonanční).

Cíl

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-BEB , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-BEB , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový
    obor PKA-KAM , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-KAM , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-EST , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-EST , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový
    obor PPA-MVE , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-MVE , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový
    obor PKA-MET , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-MET , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový
    obor PPA-FEN , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-FEN , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-SEE , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-SEE , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-TLI , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-TLI , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový
    obor PKA-TEE , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-TEE , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Seminář

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor