Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE11MF26
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Félvezetők fizikája
2. A tárgy angol címe Physics of Semiconductors
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 2 + 0 + 0 v Kredit 3
4. Ajánlott/kötelező előtanulmányi rend
vagy Tantárgy kód 1 Rövid cím 1 Tantárgy kód 2 Rövid cím 2 Tantárgy kód 3 Rövid cím 3
4.1
4.2
4.3
5. Kizáró tantárgyak
BME TE12MF24 - Félvezetők fizikája
6. A tantárgy felelős tanszéke Fizika Tanszék
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Csonka Szabolcs beosztása egyetemi adjunktus
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2011.02.24. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2011.04.01.
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
szilárdtestfizika
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
A Fizikus MSc Szak Alkalmazott Fizika és Kutató Fizikus szakirányainak kötelezően választható tárgya
11. A tárgy részletes tematikája
Bevezetés: a félvezető fizika jelentősége, modern alkalmazások, az elektronika határai. Kristályszerkezet és szimmetriák, ele ktronok statisztikája a kristályrácsban, Bloch állapotok, sávszerkezet. Rácshibák, szennyező atomok, lokalizált állapotok. Effektív tömeg közelítés, töltéshordozók félvezetőkben. Spin-pálya kölcsönhatás, kp közelítés. Kváziklasszikus dinamika, Boltzmann-egyenlet, transzport külső terekben, vezetőképesség, Hall-effektus, mágneses ellenállás. Tiszta és adalékolt félvezetők: sekély nívók, mély nívók, elektromos vezetőképesség és Hall-effektus több sáv esetén, termoelektromos- és termomágneses jelenségek. Transzport instabilitások, Gunn dióda, alagút dióda. Inhomogén félvezetők, diffúzió, Einstein reláció. Eltérések a hőmérsékleti egyensúlytól. Diffúzió és vezetési jelenségek adalékolt félvezetőkben. Zener dióda, p-n átmenet, bipoláris tranzisztorok. Kölcsönhatások fénnyel, fotovezetés, szabad töltéshordozók abszorpciója. Rekombinációs mechanizmusok: sugárzásos rekombináció, rekombináció nívón keresztül. Világító dióda (LED) és félvezető lézerek elve, felépítésa, működése és alkalmazásai. Hagyományos és epitaxiális növesztési eljárások, minősítő technikák, rácsillesztés, band-engineering, heteroszerkezetek, szuperrácsok, nagy mobilitású 2 dimenziós elektrongáz és nagyfrekvenciás alkalmazásai, HEMT. Termikus zaj, sörétzaj, 1/f zaj, fluktuáció-disszipáció. Zajszűrés és a sávszélesség. Felületi állapotsűrűség, távoli dópolás, Schottky barrier, Schottky dióda, Ohmikus kontaktusok, MOS szerkezetek, High-k dielektrikumok, flash memóriák, napelemek, CCD eszközök. Önszerveződő növekedés, növesztés előre definiált szubsztrátokra, cleaved edge overgrowth, nanovezetékek epitaxiális növesztése, optikai- és elektronsugaras litográfia, split-gate technológia, AFM litográfia. Egyelektron tranzisztor, nem- invázív töltés detektálás kvantum pontkontaktussal, scanning-gate mikroszkópia.
12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban		 Részvétel az előadások legalább 70%-án vizsga-
időszakban		 Szóbeli vizsga
13. Pótlási lehetőségek
A TVSZ iránymutatásai szerint
14. Konzultációs lehetőségek
Az oktatóval egyeztetett időpontban
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
Kittel: Bevezetés a szilárdtestfizikába ; Aschroft-Mermin: Solid State Physics
Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
28
16.2 Félévközi felkészülés órákra
20
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
0
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
0
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
42
16.9 Összesen
90
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
90
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Dr. Csonka Szabolcs
egyetemi adjunktus
Fizika Tanszék
Dr. Csontos Miklós
tudományos munkatárs
Fizika Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Mihály György