Download - Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu
![Page 1: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/1.jpg)
1
1. Wstęp1.1. Przedmiot i zakres wykładu1.2. Przypomnienie podstawowych pojęć z fizyki współczesnej2. Struktura ciał stałych2.1. wiązania w kryształach 2.2 komórka prosta i elementarna, proste sieci krystalograficzne, 3. Elektron w atomie a elektron w ciele stałym3.1. pasma energetyczne3.2. metale, izolatory, półprzewodniki4. Elektron w krysztale4.1. symetria translacyjna, funkcja Blocha i wektor k, I-sza strefa Brillouina4.2. struktura pasmowa półprzewodników4.3. gęstość stanów w pasmie przewodnictwa i walencyjnym, elektrony i dziury 4.4. masa efektywna, model prawie swobodnych elektronów5. Statystyka elektronów i dziur5.1. rozkład Fermiego-Diraca5.2. półrzewodnik samoistny, koncentracja swobodnych elektronów i dziur5.3. domieszkowanie - donory i akceptory5.4 zależność koncentracji nośników od temperatury w półprzewodniku domieszkowanym6. Drgania sieci krystalicznej – fonony7. Zjawiska transportu elektronowego 7.1. dryf, dyfuzja, ruchliwość7.2. transport prądu 7.3. efekt Halla, siła termoelektryczna
![Page 2: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/2.jpg)
2
8. Zlącze pn8.1. rozkład ładunku, pola elektrycznego i potencjału8.2. generacja, rekombinacja8.3. charakterystyki prądowo-napięciowe8.4. zastosowania (dioda pn, tranzystor pnp i MOS, dioda tunelowa, dioda Zenera)9. Absorpcja i emisja światła9.1. przejścia proste, skośne9.2. fotoluminescencja9.3. emisja wymuszona9.4. zastosowania (dioda LED, fotodioda, ogniwo słoneczne, laser półprzewodnikowy) 10. Struktury niskowymiarowe, zastosowania 11. Półprzewodniki organiczne12. Technologia planarna, ograniczenia Literatura: Kleszczewski „Fizyka kwantowa, atomowa i ciała stałego”, Hennel „Podstawy elektroniki półprzewodnikowej”, Sierański „Półprzewodniki i struktury półprzewodnikowe”, Boncz-Brujewicz i Kałasznikow „Fizyka półprzewodników”, Smith „Półprzewodniki”
Zaliczanie: min 51 p (30 (Lab) + 2*36 (kol) + kartkówki na zajęciach) 51-60 dst, 61-70 dst1/2, 71-80 db, 81-90 db1/2, 90- bdb
![Page 3: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/3.jpg)
3
ELEMENTY MECHANIKI KWANTOWEJZasada de Broghlie’a
(dualizm korpuskularno-falowy) fala: p=h/ pęd cząstka: = h/p
Równanie Schrodingera
EΨV(x)ΨxΨ
2m 2
22
Rozwiązanie dla cząstki w próżni - fala płaska p
hp2
λ2π2mEk ;AeΨ(x) ikx
k – wektor falowy cząstki
![Page 4: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Rozwiązania równania Schrödingera studnia potencjału
2
222
n 8manh
2mpE anλ
λ2πk Asin(kx);Ψ(x)
2
3-wym. „pudełko”:2
2z
2y
2x
2
n 8ma)nn(nh
E
![Page 5: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Poziomy energetyczne w atomieLiczby kwantowe:n=1,2,3....l=0,...n-1 (s,p,d....)ml=-1...0....lms= -½, +½
Atom wodoru
222
4
0n n
eV 13.6n4
me4ππ
1E
![Page 6: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/6.jpg)
6
ATOMY WIELOELEKTRONOWE poziomy energetyczne, maksymalna liczba elektronów
![Page 7: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/7.jpg)
7
![Page 8: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Krzem
1s –2 elektrony2s – 2 elektrony2p – 6 elektronów3s – 2elektrony3p – 2 elektrony
![Page 9: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Wiązanie kowalencyjne- hybrydyzacja sp3Przykład - węgiel (Si: 3sp3, Ge: 4sp3)
109.5o
![Page 10: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Wiązania kowalencyjne(cząsteczka H2 )
wiążący
antywiążący
ener
gia
antysymetryczna
symetryczna wiążący
antywiążący
![Page 11: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/11.jpg)
11
PÓŁPRZEWODNIKI
Skład chemicznya) Pierwiastkowe (Si, Ge)b) Półprzewodnikowe związki chemiczne (GaAs- grupa 3-5,
ZnS grupa 2-6, CuInSe2 grupa 1-3-6) c) Półprzewodniki mieszane (AlxGa1-xAs, CuInxGa1-xSe2)
Własności fizycznea) Samoistne b) Domieszkowe (Si:P, CdS:In)Strukturaa) Krystaliczneb) Amorficzne
![Page 12: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/12.jpg)
12
STRUKTURA CIAŁ STAŁYCH ciała amorficzne, polikrystaliczne Krystaliczne
Komórka elementarna – podstawowa cegiełka, może zawierać więcej niż jeden atom
Symetria translacyjna R =n1 a1 + n2 a2 + n3 a3
Komórka prosta-wyznaczona przez wektory a1, a2, a3
Sieć regularna przestrzennie centrowana
![Page 13: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Struktura diamentu (dwie przesunięte względem siebie sieci regularne powierzchniowo centrowane) –Si, Ge
Struktura blendy cynkowej (ZnS, GaAs)
Sieć regularna powierzchniowo centrowana - komórka elementarna i komórka prosta (zakreskowana)
![Page 14: Wstęp 1.1. Przedmiot i zakres wykładu](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56815071550346895dbe6d34/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Sieci Bravais (14)
Sieci Bravais:
Zbiór 14 możliwych sieci prostych, powierzchniowo i przestrzennie centrowanych