Detail předmětu
Rozhraní a nanostruktury
FEKT-DPC-FY1Ak. rok: 2021/2022
Kvantová mechanika, stručný přehled.
Rozhraní: polovodič A-polovodič B, polovodič-kov, polovodič-izolant. 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.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
0-80 b závěrečná zkouška
Osnovy výuky
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, Poissonova rovnice, typické elektronové pasti, hustota stavů).
11. Rozhraní polovodič-kov, polovodič-izolant.
12. Nanoelektronika a transport náboje (kvantová vodivost, Coulombovská blokace a oscilace, Hallův jev).
13. Exkurze do společnosti Thermo Fisher Scientific (FEI Czech Republic s.r.o.).
Učební cíle
Základní literatura
Colinge, J.-P., Colinge, C.A.: Physics of Semiconductor Devices, Kluwer 2002, ISBN 1-40207-018-7. (EN)
Poole, Ch.P. Jr., Owens, F.J. Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003, ISBN 0-471-07935-9. (EN)
Saleh, B.E.A., Teich, M.C.: Základy fotoniky: svazek 1, 2, 3, 4. Praha: Matfyzpress, 1994, 1995, 1996. Matfyzpress. (CS)
Sze, S.M., NG, Kwok. K.: Physics of Semiconductor Devices. 3rd edittion, Wiley, 2006. (EN)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program DPC-EKT doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DPC-KAM doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DPC-MET doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DPC-SEE doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DPC-TEE doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DPC-TLI doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Elearning