Бакалавриат
2020/2021
Физика полупроводников
Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Курс обязательный (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Где читается:
Факультет физики
Когда читается:
4-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Преподаватели:
Кулаковский Владимир Дмитриевич
Язык:
русский
Кредиты:
5
Контактные часы:
48
Программа дисциплины
Аннотация
Курс посвящен изложению основ современной физики полупроводников. Наряду с традиционными разделами физики полупроводников, такими как теория зон, явления в контактах, одночастичные возбуждения и межчастичные взаимодействия в объемных полупроводниках, курс включает в себя проблемы составных квазичастиц и коллективных возбуждений в низкоразмерных полупроводниковых наноструктурах и микрорезонаторах
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
- Уметь находить равновесные и неравновесные концентрации квазичастиц в полупроводнике
- Уметь описывать явления на контакте разнородных полупроводников
- применять современные модели и приближения, используемые для описания свойств полупроводников
- применять полученные знания для научной работы в области физики полупроводников
- 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.
- критически анализировать научные статьи в области физики полупроводников, опубликованные в научных журналах и доложенные на конференциях
Содержание учебной дисциплины
- Зонная теория полупроводниковполупроводники во внешних полях. мелкие доноры и акцепторы
- Статистика электронов и дырок в полупроводниках.Распределение Ферми-Дирака и Больцмана, неравновесные электроны и дырки. Фотопроводимость.
- Явления в контактахомические контакты, выпрямление в контакте металл - полупроводник, p-n-переход
- Границы применения зонной теорииадиабатическое приближение, приближение самосогласованного поля, квазичастицы поляроны, экситоны, экситонные молекулы; электронно-дырочная жидкость
- Оптические свойства полупроводниковмежзонное и экситонное поглощение и излучение в полупроводниках, излучение экситонных молекул
- Полупроводниковые гетероструктуры.размерное квантование, полупроводниковые лазеры
- Экситонные поляритоны в объемных полупроводниках и в полупроводниковых микрорезонаторахусловия формирования поляритонов, бозе-эйнштейновская конденсация поляритонов, мультистабильность экситон-поляритонных систем в микрорезонаторах
Элементы контроля
- Контрольные работывыполняется две контрольные работы в конце первого и второго модулей, соответственно
- Работа на семинареУчитывается активность на семинаре
- ЭкзаменУстный экзамен, два вопроса в билете
Промежуточная аттестация
- Промежуточная аттестация (2 модуль)Текущая оценка Отекущая рассчитывается как взвешенная сумма оценок за две контрольные работы: Отекущая = 0,3 * Окр1 + 0.3 * Окр2, где каждая оценка (Окр1 и Окр2) выставляется по 10-ти бальной шкале. Способ округления – арифметический. Накопленная оценка за текущий контроль учитывает посещаемость занятий студентом с максимальным баллом 2 за 1-ый и 2-ой модули: Онакопленная = Отекущая + 2 Итоговая оценка определяется соотношением Оитоговая = 0,5 * Онакопленная + 0,6 * Оэкз, где Оэкз – оценка за экзамен. Студенты, у которых Онакопленная = 7 или 8, могут отвечать только на половину билета (1 вопрос) на устном экзамене.
