Vær opmærksom på at dette website indeholder et arkiv med historiske data. Det aktuelle kursuskatalog findes på kursuskatalog.au.dk

AU kursuskatalog arkiv

[Forside] [Hovedområder] [Perioder] [Udannelser] [Alle kurser på en side]

Halvlederfysik ( forår 2008 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

  • Uddannelsessprog: (se under Undervisnings- og arbejdsform)
  • Niveau: Overbygningskursus
  • Semester/kvarter: 3. kvarter
  • Timer per uge: 7
  • Deltagerbegrænsning:
  • Undervisningssted: Århus
  • Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
  • Udbud ID: 6873

Formål

Formålet med kurset Halvlederfysik er at give den studerende indsigt i fundamentale aspekter af halvlederfysikken med hovedvægten lagt på beskrivelsen af halvlederes elektroniske egenskaber samt at klarlægge hvorledes disse udnyttes i mikroelektroniske komponenter.

Indhold

Kurset indledes med en beskrivelse af halvledermaterialer i ligevægt med fokus på be­stem­melse af ligevægtskoncentrationer af huller i valensbåndet og elektroner i led­nings­bån­det. Dernæst omtales transportfænomener som drift og diffusion af ladningsbærere, og der fortsættes med en diskussion af ladningsbærekoncentrationer i ikke-lige­vægts­si­tua­tioner. pn-dioden beskrives dernæst i detalje og den ideelle strøm-spæn­dings­ka­rak­te­ri­stik udledes. Desuden omtales afvigelser fra den ideelle karakteristik. Efterfølgende dis­ku­teres metal-halvleder overgange med udledelse af strøm-spændings karakteristikken for Schottky-dioden samt diskussion af Ohmske kontakter.  Næste emne er den bipolære tran­sistor, hvor de basale operationsprincipper klarlægges og fordelingen af mino­ri­tets­lad­ningsbærere i Emitteren, Basen og Collektoren udledes. Sidste emner i kurset er MOS dio­den og MOSFET transistoren, hvor de basale operationsprincipper.

Læringsmål

Når kurset er færdigt, forventes de studerende at kunne give kvantitative forklaringer på strøm-spændingsforholdene i pn dioden, Schottkydioden, den planare transistor, MOS dioden og MOSFET'en baseret på kontinuitetsligningerne for elektroner og huller i en halvleder, den ambi­po­læ­re transportligning, og Shockley-Read-Hall teorien for rekom­bi­na­tion af lad­nings­bæ­re­re. Baseret på strøm-spændingskarakteristikkerne skal de således kun­ne vur­de­re an­ven­de­lig­heden af de nævnte halvlederkomponenter både i en forsk­nings­sammen­hæng og   anvendte sammenhænge.   

Faglige forudsætninger

De obligatoriske fysik- og matematikkurser på Fysikstudiet to første år samt de introducerende kurser i faststoffysik og statistisk fysik på studiets tredje år.

Underviser

Arne Nylandsted Larsen

Undervisnings- og arbejdsform

Fire timers forelæsning og tre timers teoretiske øvelser per uge.

Litteratur

Donald A. Neamen: Semiconductor Physics and Devices - Basic Principles (third edition, McGraw-hill, 2003, ISBN 0-07-119862-8).

Kursushjemmeside

http://www.aula.au.dk/

Eksamensterminer

Eksamen: 3. kvarter

Reeksamen: Efter aftale med faglærer

Udbyder

Institut for Fysik og Astronomi

Tilmelding til undervisning

Tilmelding på Institut for Fysik og Astronomi

Studieordning og bedømmelse


Bacheloruddannelsen i nanoscience

  • Skriftlig, bedømt efter 7-skala med intern censur


Der afholdes en mundtlig prøve af 20 minutters varighed med 20 minutters forberedelse. Intern censur og bedømmelse efter 7-trinsskalaen.