Лекция № 2 Магнитное поле в веществе. Диамагнетики Парамагнетики Ферромагнетики

Основы зонной теории твердого тела.Уравнение Шредингера для кристалла, одноэлектронное приближение. Зоны разрешенных значений энергии электрона в кристалле. Зоны Бриллюэна. Движение носителей заряда в кристалле под действием электрического поля, понятие эффективной массы, тензор обратной эффективной массы. Элементарная теория примесных состояний. Зонная структура некоторых полупроводников (германий, кремний, арсенид галлия).

Тепловые колебания атомов кристаллической решетки. Колебания и волны в простой и сложной одномерных решетках. Колебания и волны в трехмерной кристаллической решетке. Квантование колебаний кристаллической решетки. Фононы.

Упругие свойства кристаллов. Анализ упругих деформаций и напряжений. Модули упругости и уругие постоянные. Упругие волны в кубических кристаллах.

Лекция№1 Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Работа по перемещению проводников с током в магнитном поле.

АЛМАТЫ

Т. Рысқұлов атындағы Қазақ экономикалық университеті Казахский экономический университет им. Т. Рыскулова

Введение Краткий исторический обзор развития физики, значение полупроводниковых материалов в современной науке и технике. Предмет и содержание курса.

Статистика электронов и дырок в твердом теле. Функция распределения в статистике Ферми-Дирака. Плотность квантовых состояний. Концентрация электронов и дырок. Положение уровня Ферми и концентрация носителей заряда в собственном полупроводнике. Концентрация легких и тяжелых дырок в полупроводниках с вырожденными зонами (германий, кремний). Уравнение электронейтральности. Функция распределения носителей заряда по примесным состояниям. Температурная зависимость уровня Ферми и концентрации носителей заряда в полупроводнике, легированном однимтипом примеси, и в компенсированном полупроводнике. Вырожденные и частично вырожденные полупроводники.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие в 3-х т. Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - 8-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2007. - 320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие в 3-х тт. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. - 8-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2007. - 432 с..

3. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 г.

4. Трофимова Т.И. Краткий курс физики: учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 7-е изд. - М.: Высшая школа, 2009. - 352 с.

5. Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач: учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 2-е изд. - М.: КНОРУС, 2011. - 280 с.

6. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 г.

Кинетические явления в полупроводниках. Кинетическое уравнение Больцмана, приближение времени релаксации. Функция распределения электронов по энергиям в полупроводнике со стандартной зоной. Электропроводность невырожденного и вырожденного полупроводников со стандартной зоной. Проводимость многодолинного полупроводника. Температурная зависимость подвижности и электрической проводимости при различных механизмах рассеяния носителей заряда. Эффект Холла в полупроводниках со смешанной проводимостью. Магниторезистивный эффект. Термоэлектрические явления (термоэдс, эффекты Пельтье и Томсона)

Генерация и рекомбинация неравновесных носителей заряда. Равновесные и неравновесные носители заряда, квазиуровни Ферми. Скорость изменения концентрации носителей заряда в полупроводнике при биполярной генерации и межзонной рекомбинации. Изменение концентрации избыточных носителей заряда при включении и выключении внешнего ионизатора при низком и высоком уровне возбуждения, время жизни носителей заряда. Монополярная генерация, время релаксации Максвелла. Различные механизмы рекомбинации носителей заряда (излучательная, безизлучательная, ударная, плазменная и экситонная). Рекомбинация через рекомбинационные центры, зависимость времени жизни от положения уровня Ферми в полупроводнике и от температуры. Поверхностная рекомбинация, понятие о скорости поверхностной рекомбинации.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие в 3-х т. Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - 8-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2007. - 320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие в 3-х тт. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. - 8-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2007. - 432 с..

3. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 г.

4. Трофимова Т.И. Краткий курс физики: учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 7-е изд. - М.: Высшая школа, 2009. - 352 с.

5. Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач: учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 2-е изд. - М.: КНОРУС, 2011. - 280 с.

6. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 г.

Лекция № 3 Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Взаимная индукция и самоиндукция.

Диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда в полупроводниках. Уравнение непрерывности. Соотношения Эйнштейна. Диффузия и дрейф неравновесных основных носителей заряда, длина экранирования. Диффузия и дрейф избыточных неосновных носителей заряда в примесном полупроводнике, длина затягивания и диффузионная длина. Диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда в полупроводнике, близком к собственному, коэффициент биполярной диффузии, биполярная дрейфовая подвижность.

Оптические свойства полупроводников. Спектр отражения и спектр поглощения оптического излучения. Собственное поглощение света, прямые и непрямые переходы. Экситонное поглощение, поглощение свободными носителями заряда, примесное и решеточное поглощение. Фоторезистивный эффект, квантовый выход, коэффициент усиления. Зависимость фототока от интенсивности света, кинетика фототока.

Магнитные свойства твердых тел. Магнитные свойства атомов. Классификация твердых тел по магнитным свойствам.Диамагнетизм. Классическая теория диамагнетизма. Циклотронный резонанс, его практическое применение. Парамагнетизм. Классическая и квантовая теории парамагнетизма, электронный и ядерный парамагнитный резонанс, его практическое применение. Ферромагнетизм. Роль обменного взаимодействия в возникновении ферромагнетизма. Доменная структура ферромагнитных тел. Антиферромагнетизм. Ферримагнетизм. Магнитные спектры вещества.
Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие в 3-х т. Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - 8-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2007. - 320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики: учеб. пособие в 3-х тт. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. - 8-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2007. - 432 с..

3. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 г.

4. Трофимова Т.И. Краткий курс физики: учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 7-е изд. - М.: Высшая школа, 2009. - 352 с.

5. Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач: учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 2-е изд. - М.: КНОРУС, 2011. - 280 с.

6. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 г.

Дата добавления: 2014-12-07