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:

• Absorption och rekombination i kvantstrukturer, strålande processer och

luminiscensbaserade spektroskopimetoder.

• Numeriska metoder för modellering av kvantiserade tillstånd och bandstruktur.

Mål

Efter genomgången kurs skall studenten kunna
• redogöra för optiska, elektriska och transportrelaterade egenskaper hos kvantstrukturer
• redogöra för kristallstrukturer, bandmodeller, dopning samt dopningens effekt på olika
egenskaper hos kvantstrukturer
• redogöra för effekter av den reducerade dimensionaliteten hos en kvantstruktur
• redogöra för principerna för kvantkomponenter för kontroll och mätning av enskilda
elektroner och fotoner
• beräkna parametrar som t. ex. laddningsbärarkoncentration, Fermi-nivå, dopningsnivå samt
kvanttillstånd från givna mätdata
• demonstrera förmåga att självständigt välja och använda adekvata beräkningsmetoder och
approximationer för att bestämma dopningsegenskaper och kvantiseringseffekter i
kvantstrukturer
• använda optiska karakteriseringsmetoder för kvantstrukturer vid cryo-temperatur
• skriva en laborationsrapport på engelska med en analys av mätdata och värdering av
felkällor
• självständigt tillgodogöra sig väsentlig information, tolka resultat samt göra en analys av

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

Valbar

Artiklar

Valbar

Övrigt

Valbar

Relaterade profiler

Rekommenderade förkunskaper

Materiefysik (del 1), Kvantmekanik

Kommentarer