[Forside] [Hovedområder] [Perioder] [Udannelser] [Alle kurser på en side]
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.
To obligatoriske opgaver i form af skriftlig kommentering af to på forhånd udleverede artikler.
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 ladningsbærerkoncentrationer 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 diskuteres.
Når kurset er færdigt, forventes de studerende at kunne give kvantitative forklaringer på strøm-spændingsforholdene i pn dioden, solcellen, den lysemitterende diode, 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. De skal desuden kunne anvende den opnåede viden til at analysere og bedømme videnskabelige artikler inden for de i kurset berørte område.
De obligatoriske fysik- og matematikkurser på Fysikstudiet to første år samt de introducerende kurser i faststoffysik og statistisk fysik på studiets tredje år.
Arne Nylandsted Larsen
Fire timers forelæsning og to timers teoretiske øvelser per uge.
Donald A. Neamen: Semiconductor Physics and Devices - Basic Principles (third edition, McGraw-hill, 2003, ISBN 0-07-119862-8).
Eksamen: 3. kvarter
Reeksamen: August
Institut for Fysik og Astronomi
Via selvbetjeningen på https://mit.au.dk/
Der afholdes en skriftlig prøve af 4 timers varighed med alle sædvanlige hjælpemidler. De to obligatoriske opgaver kræves godkendt inden eksamen. Der gives en samlet karakter, hvor de to oblgatoriske opgaver udgør 1/3 og den skriftlige prøve 2/3 af den samlede karakter. Intern censur og bedømmelse efter 7-trinsskalaen.
