SNY har ordet

Innehåll

​Kursen syftar till att förmedla en grundläggande förståelse för fundamentala egenskaper och karakteristika hos kvantstrukturer, samt hur dessa egenskaper kan utnyttjas för tillämpningar inom fotonik, elektronik samt framtida kvanttekniker. I kursen ges också en beskrivning av de viktigaste metoderna för att framställa, karaktärisera och modellera epitaxiella kvantstrukturer. Kursen syftar till att ge en förståelse för effekten av att reducera dimensionaliteten hos halvledarstrukturer; från 3-dimensionell bulk, via 2- och 1-dimensionella kvantbrunnar och kvanttrådar, till 0-dimensionella kvantprickar.

• Metoder för tillverkning av epitaxiella kvantstrukturer och heterostrukturer

• Defekter i halvledare, effektiv mass-modellen

• Modeller för energiband och kvantiserade nivåer i defekter, kvantbrunnar, kvanttrådar och kvantprickar

• Inre spänningar och elektriska fält i heterostrukturer

• Fördelningsfunktioner för elektroner och hål, tillståndstäthet, dopning

• Transportegenskaper och spridningsprocesser i lågdimensionella system, inklusive resonant tunneling och kvantiserad konduktans och den kvantiserade Hall-effekten

• Optiska egenskaper, absorption, lågdimensionella excitoner

• Rekombinationsprocesser, Purcell-effekten och kvantelektrodynamik

• Koncept för kontroll och mätning av enstaka elektroner och fotoner

• Tillämpningar och potentiella tillämpningar av kvantstrukturer

Laborationer:
• Polarisationsupplösta, lågtemperatur-, och högfrekventa mätningar av optiska processer i lågdimensionella kvantstrukturer genom optisk Hall-effekt spektroskopi
• Analys av mätdata med hjälp av numeriska metoder

Mål

Kursens syfte är att ge en djupare förståelse av halvledaregenskaper som kristallstruktur, bandstruktur, dopning, absorption, transport och hur dessa påverkas av den reducerade dimensionen hos kvantstrukturer. Studenterna förväntas uppnå en god förståelse för dessa egenskaper, principerna för kvantkomponenter samt vara väl förberedda för vidare studier inom området.

Efter kursen ska den studerande kunna:

  • beskriva och förklara effekterna av reducerad dimensionalitet på optiska, elektroniska och transportrelaterade egenskaper i kvantstrukturer

  • beskriva de grundläggande principerna för kvantkomponenter

  • välja och använda lämpliga metoder för att beräkna (analytiskt och/eller datorbaserat) relevanta parametrar såsom laddningsbärarkoncentration, Fermi-nivå, dopning etc., i kvantstrukturer

  • använda optisk karakteriseringsteknik vid kryo-temperaturer, utföra analys av erhållna mätdata samt skriva en laborationsrapport på engelska

Examinationsmoment

Organisation

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektioner och laborationer. Lektionerna avser huvudsakligen problemlösning, men även i viss utsträckning demonstrationer av forskningsfaciliteter.
Laborationerna behandlar moderna metoder för karakterisering och modellering av kvantstrukturer.

Litteratur

Böcker

Artiklar

Övrigt

Relaterade profiler

Rekommenderade förkunskaper

Materiefysik (del 1), Kvantmekanik

Kommentarer