Fyzika polovodičů pro optoelektroniku I

Sylabus

*

1. Elektrony, díry, pásová struktura. Klasifikace materiálů (geometrie, čistota, elektrické vlastnosti, mechanické vlastnosti) Krystalové mřížky a periodické struktury (3d prostorové mřížky; struktury: diamant, sfalerit, wurtzit) Spektrum energií elektronů v polovodičích (pohyb elektronu v periodické krystalové mříži, slabé a silně vázané elektrony, pásová struktura, Brillouinova zona, typy pásových struktur, struktura krajů zon. Díry.). *

2. Homogenní polovodič. Podmínky tepelné a elektrické rovnováhy. Čistý polovodič, dotovaný polovodič (donory, akceptory), vazebná energie zachycených elektronů a děr na příměsových centrech. Stanovení koncentrace elektronů a děr. Fermi-Diracova rozdělovací funkce. Hustota stavů elektronů a děr: Valence, degenerační faktor a deionizace donorů a akceptorů. Podmínka elektrické neutrality. Stanovení Fermiho meze. Příměsový pás. *

3. Drift, difuze, generace, rekombinace, zachycení a tunelování nosičů. Drift Fenomenologické zavedení transportních koeficientů (elektrická vodivost, magnetoresistence, Hallův jev, Seebeckův jev, tepelná vodivost a stručně další). Kinetická rovnice a její řešení. Mechanismy rozptylu nosičů proudu (akustické a optické fonony, ionizované příměsi a další) Difuse Einsteinův a Boltzmanův vztah. Fermiho energie a kvazi Fermiho energie. Rovnice kontinuity náboje a proudu. Shockleyho rovnice. Generace (G), rekombinace (R), záchyt (Z) a tunelování (T) Mezipásová tepelná G a R, mezipásová optická G a R, mezipásová Augerova rekombinace. Vliv záchytných center. Pružné a nepružné tunelování. Doby života. *

4. Povodovičové struktury. Kontakt kov polovodič, přechod p-n, Základní charakteristiky.

Anotace

Elektrony, díry, pásová struktura. Homogenní polovodič.

Drift, difuze, generace, rekombinace, zachycení a tunelování nosičů. Polovodičové struktury.

Nízkodimenzionální struktury.