Бакалавриат
2022/2023
Физика полупроводников
Статус:
Курс по выбору (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Где читается:
Факультет физики
Когда читается:
4-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Кулаковский Владимир Дмитриевич
Язык:
русский
Кредиты:
4
Контактные часы:
40
Программа дисциплины
Аннотация
Физика полупроводников охватывает широкий круг электрических, оптических и транспортных явлений. Полупроводниковые кристаллы и наноструктуры на их основе являются модельными объектами для исследования квантовых и релятивистских эффектов в конденсированных средах, а также обладают рядом применений в современных технологиях.
Курс посвящен изложению основ современной физики полупроводников. Акцент делается на основные фундаментальные и остроактуальные явления, включая теорию электронных зон, оптических эффектов, физику топологических изоляторов и полуметаллов, эффекты кулоновского взаимодействия, включая экситонные и коллективные эффекты, статистику носителей заряда и контактные явления, квантовую электродинамику наноструктур. Курс лекций разделен на две части, одна из них представляет основные теоретические подходы и модели в физике полупроводников, а вторая иллюстрирует развитые методы конкретными физическими эффектами.
В результате освоения курса студенты получат базовые знания по физике полупроводников, которые позволят в дальнейшем осваивать специальные дисциплины, в частности физику и технологию наносистем, оптику конденсированных сред, физику транспортных явлений, физику полупроводниковых приборов, а также навыки решения задач по физике полупроводников.
Цель освоения дисциплины
- студент должен знать элементы зонной теории кристаллических тел
- студент должен знать основные виды квазичастиц, используемых для описания свойств полупроводников и их свойства
- студент должен знать механизмы взаимодействия электромагнитного излучения с полупроводниками
- студент должен знать классические методики магнитотранспортных и оптических исследований поупроводников
Планируемые результаты обучения
- Знать причины возникновения зонной структуры спектра электронов, основные особенности зонной структуры в распространенных полупроводниках
- критически анализировать научные статьи в области физики полупроводников, опубликованные в научных журналах и доложенные на конференциях
- Понимать связь зонной структуры и оптических явлений в полупроводниках. Знать возможные применения оптических методов для изучения свойств полупроводников.
- Понимать физические принципы явлений, возникающих на гетеропереходах.
- применять полученные знания для научной работы в области физики полупроводников
- применять современные модели и приближения, используемые для описания свойств полупроводников
- Уметь находить равновесные и неравновесные концентрации квазичастиц в полупроводнике
- Уметь описывать явления на контакте разнородных полупроводников
Содержание учебной дисциплины
- Зонная теория полупроводников
- Статистика электронов и дырок в полупроводниках.
- Явления в контактах
- Границы применения зонной теории
- Оптические свойства полупроводников
- Полупроводниковые гетероструктуры.
- Экситонные поляритоны в объемных полупроводниках и в полупроводниковых микрорезонаторах
