Domieszki w półprzewodnikach
|
|
- Urszula Bielecka
- 4 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Domieszki w półprzewodnikach
2 Niebieska optoelektronika
3 Niebieski laser
4 Elektryczne pobudzanie struktury laserowej Unipress 106 unipress 8 Moc op ptyczna ( mw ) Natężenie prądu ( A ) Akcja laserowa
5 Domieszkowanie m* O
6 Neutralny donor w przybliżeniu masy efektywnej h 2 m 2 * 2 e 4πε ε r 0 s Φ n ( r) = E Φ n ( r) E n = R * ; 2 n n = 1,2,... ; R * = 13.6eV m * ε 2 s Problem bardzo zbliżony do rozważań ekscytonowych! J. Luttinger and W. Kohn, Physical Review 97,869 (1955)
7 Atom wodoru E n = m e = R 2 n ( ) πε h n 0 R = 13,6 ev 3s, 3p, 3d n = 3 2s, 2p n = 2 1s n = 1
8 Widmo atomu wodoru
9 Donor m 0 m = m * m 0 (dla GaN m * = 0.22) ε 0 ε =ε*ε 0 (dla GaN ε* =9,6) * * m * 2 R = R (ε ) 3s, 3p, 3d n = 3 2s, 2p n = 2 R* = 30 mev 1s n = 1
10 Stany domieszkowe E pasmo przewodnictwa E D E A pasmo walencyjne
11 Energia wiązania donora 8 7 E D Ln(R) WARSAW UNIVERSITY FACULTY OF PHYSICS Physics Laboratory I Exercise /T (1/K) R=R exp(e D /k B T)
12 Neutralny donor E m* O 2p 1s
13 Hˆ Wodór w polu magnetycznym 1 = ˆ A 2m * * a = 4πh 2 e ( p + e ) ε m * ε 2 Ry * 2 e 4πε ε Charakterystyczne jednostki długości i energii: Hˆ 2 r 2 = i = 0 2h γ + ϕ s 2 1 r * 4 m e 0ε s (4 πε ε ) We współrzędnych biegunowych ( ρ, ϕ, z) Rachunek wariacyjny Ψ = C ψ j j j ψ i m iϕm 1 γ 4 q 2 Funkcje bazowe = ρ e z e 2 ρ 2 α ρ i e 2 β z i r r r A = 1 2( B ) (Cechowanie cylindryczne) 2 * E 0 = 2Ry γ = 1/ 2h Ry ω c * 2 2 r + z = ρ Symetria Hamiltonianu: = E 2 mγ m m P.C. Makado and N. C. McGill, J. Phys. C 19, 873 (1986) E
14 Wodór w polu magnetycznym P. C. Macado and N. C. McGill, J. Phys. C: Solid State Physics 19, 873 (1986) W. Rösner, G. Wunner, H. Herold and H. Ruder, J. Phys. B: At. Mol. Phys. 17, 29 (1984) A. V. Turbiner, J. Phys. A: Math. Gen. 17, 858 (1984) Y. P. Kravchenko, M.A. Liberman, B. Johanson, PRB 54, 287 (1996)
15 3 2 γ = ( hω / 2R) = B 0 c = T B / B 0 N=1 3d +1 Energy (R) 1 0 N=0 2p +1 2s 2p 0 2p -1 1s γ Y. P. Kravchenko, M.A. Liberman, B. Johanson, PRB 54, 287 (1996)
16 Transmisja w dalekiej podczerwieni D 0 E 2p+ E = E 2 mγ m m 2p hω c 2p0 2p- E B m E = 2 mγ = m mhω c 1s 1s Jeśli heb m = 1 E p E2 p = * m Informacja o masie efektywnej!
17 Płytki donor w GaN Far-Infrared Magnetospectroscopy of Shallow Donors in GaN A.M. Witowski et al., phys. stat. sol. (b) 210, 385 (1998)
18 ħω= ħ eb/m* m*=0.222(2) m 0 A. M. Witowski, K. Pakuła, J. M. Baranowski, M. L. Sadowski and P. Wyder, APL 75, 4154 (1999)
19 Zobaczyć funkcję falową donora np. przy użyciu mikroskopu tunelowego
20 Sprawdzenie mikroskopu tunelowego na graficie HOPG HOPG (Highly Oriented Pyrolitic Graphite)
21 Igły muszą być ostre
22
23 Rekombinacja ekscytonow związanych jako narzędzie badań domieszek...
24 Przegląd kompleksów ekscytonowych Ekscyton zwiazany E g na neutralnym donorze D 0 X na neutralnym akceptorze A 0 X na zjonizowanym donorze D + X na zjonizowanym akceptorze A - X X D 0 X A 0 X E x E loc Jak zidentyfikować poszczególne linie ekscytonowe? Nie jest to łatwe! Pomaga pole magnetyczne 0
25 Luminescencja ekscytonowa w GaN Intensity (arb. units) GaN/GaN freestanding GaN (Samsung) GaN/Al 2 O 3 T=4.2K D 0 X A Energy (ev) A. Wysmolek et al. PRB 74, (2006)
26 Donor tlenowy donor krzemowy GaN T = 4.2 K D 0 X A (arb. units) PL intensity D 0 X A - L0 TES - LO D 0 X A - E 2 Si O TES (O) GaN:Si D 0 X A -A 1 (TO) TES (Si) GaN (FS) X A X A D 0 X B X B X B D 0 X n=2 A X n=2 A Energy (ev)
27 Ekscyton związany na neutralnym donorze (D 0 X) X
28 Ekscyton związany na neutralnym akceptorze
29 Rozszczepienia spinowe konfiguracja B c intensity (arb. units) PL GaN T = 4.2 K B = 0 T D 0 X 2 A D 0 X 1 A D 0 3X A Energy (ev) GaN (FS) B c T = 4.2 K D 3 X D 2 X D 1 X Energy (ev) Magnetic Field (T) D 10 X A O N D 20 X A Si Ga D 30 X A?(V N ) Wysmolek et al. PRB 66, (2002) D 10 X A D + X D 20 X A O N D 30 X A Si Ga A. Freitas, Jr., PRB 66,, (2002).
30 σ + σ - D 0 X A n=1 Konfiguracja B II c B = 14 T Intens sity (arb. units) GaN/GaN B c T = 4.2 K B = 0T Zachowanie typowe dla D 0 X! Energy (ev)
31 Rozróżniamy donory o różnych energiach wiązania T = 4.2 K D 0 X A Intensity (arb b. units) TES 2s(O) 2p(O) 2p(Si) 2s(Si) 2p(Si) 2s(Si) GaN:Si A 0 X A FS GaN D 0 2 X A D 0 3 X A D 0 X B X A Energy (ev)
32 Różne kanały rekombinacji D 0 X D 0 X (D 0 X) * D 0 X przejścia główne TES(2p) D 0 (2p) TES(2s) D* TES (EDS) replika fononowa D 0 X D 0 (1s)+LO D 0 (2s) E 1s-D * E LO E 1s-2s D 0 (1s) B=0 B 0 D 0 (1s) D 0 (2s) D 0 (1s) + LO
33 Identyfikujemy przejścia używając pola magnetycznego GaN:Si/Al 2 O 3 B c T = 4.2 K 2s 2p 0 2p -1 FS GaN 2s(O) T = 4.2K B c 2p +1 (Si) 2p 0 (O) 2p -1 (O) 2p' 0 (O) 2p' 0 (Si) B = 28T 2p +1 (arb. units) Intensity 3d +1 3d 0 0 Intensity (a arb. units) 3d 0 2p +1 (O) 2s 2p 3d Energy (ev) 3d +1 3d(O) 2s(O) 2s(Si) 2p(O) 2p(Si) Energy (ev) B = 0T
34 Donor krzemowy Transition Energy (mev) Silicon GaN/Al 2 O 3 GaN (FS) 3d 0 3d +1 B c 2p +1 2s 2p 0 2p -1 R y =30.28(5) mev 1s = 0 E b =30.28meV m*=0.214m Magnetic Field (T) A. Wysmolek et al. PRB 74, (2006)
35 Rekombinacja par donor-akceptor (jeden z podstawowych kanałów rekombinacji promienistej półprzewodnikach domieszkowanych)
36 Pary donor-akceptor D 0 A E lum E E D c.b. D + A e-a R E A E lum = E g - E A - E D + e 2 /(ε R) v.b.
37 Emisja par donor-akceptor GaN:Mg LO + R n - dyskretne odległości D-A PL intensity (arb.units) 8,0 K 15 K 25 K 32 K 39 K 46 K 53 K 66 K dyskretne linie emisyjne 3,32 3,34 3,36 3,38 3,40 3,42 Energy (ev)
38 Emisja par donor-akceptor w GaN 3.40 GaN: Mg Energ gy (ev) /R n (Å -1 ) E lum = E g - E A - E D + e 2 /(4π ε 0 ε s R n ) E D, E A, ε s
39 Historyczne widma par w GaP D. G. Thomas et al. Phys. Rev. 133, A269 (1964)
40 Luminescencja par donor-akceptor w GaAs Szerokie linie luminescencyjne! Czy z tego można cos wydobyć? n-gaas Ε ex =1.542 ev DAP e-a 14 T Intensity (a arb. units) 12 T 10 T 8 T 6 T 4 T 2 T 0 T Energy (ev)
41 Selektywne pobudzanie użyteczna technika rezonansowa (SPL) ev ev 1s-2s/2p n-gaas T = 4.2 K B = 0 T 2s D 1s D Intensity (a arb. units) ev ev ev ev 1s A E exc - E lum = E D 1/R ev ev ev ev Energy shift (mev)
42 Selektywna spektroskopia par donor-akceptor E lum = E g - E A - E D + e 2 /(4π ε 0 ε s R n ) Donor 2s D E D 1s D R 1 > R 2 c.b. E D 2s D 1s D c.b. E exc E lum E exc E lum 1s A 1s A Akceptor v.b. v.b.
43 SPL w polu magnetycznym ev n-gaas T = 4.2 K B = 14 T 1s-5g-4 1s-4f- 1s-2s 1s-3d-1-2 1s-4f-3 1s-2p0 1s-3d-2 1s-2p-1 0 T 1s-2s/2p n-gaas T= 4.2 K ev ev ev ev Intensity (arb. units) Intensity (arb. units) 14 T 1s-2p +1 1s-2p -1 1s-3d -2 1s-2p ev Energy shift (mev) Energy shift (mev)
44 Donor w GaAs 15 GaAs 4.2 K 1s-2p +1 shift (mev) Energy s-2s 1s-3d -1 1s-2p 0 1s-5g -4 (?) 1s-4f -3 1s-3d -2 1s-2p -1 Teoria: P. C. Makado and N. C. Mc. Gill, J. Phys. C 19, 873 (1986) Magnetic field (T)
45
46 B=230 T, γ=0.01 C. Moran, T. R. Marsh, and V. S. Dhillon (1998)
Domieszki w półprzewodnikach
Domieszki w półprzewodnikach Niebieska optoelektronika Niebieski laser Nie można obecnie wyświetlić tego obrazu. Domieszkowanie m* O Neutralny donor w przybliżeniu masy efektywnej 2 2 0 2 * 2 * 13.6 *
Bardziej szczegółowoMody sprzężone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych
Mody sprzężone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych Mody sprzężone w półprzewodnikach polarnych + E E pl η = st α = E E pl ξ = p B.B. Varga,, Phys. Rev. 137,, A1896 (1965) A. Mooradian and B. Wright,
Bardziej szczegółowoMody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych
Mody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych Klasyczny przykład pośredniego oddziaływania pola magnetycznego na wzbudzenia fononowe Schemat: pole magnetyczne (siła Lorentza) nośniki (oddziaływanie
Bardziej szczegółowoMody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych
Mody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych Mody sprzęŝone w półprzewodnikach polarnych + E E pl η = st α = E E pl ξ = p B.B. Varga, Phys. Rev. 137,, A1896 (1965) A. Mooradian and B. Wright,
Bardziej szczegółowoEkscyton w morzu dziur
Ekscyton w morzu dziur P. Kossacki, P. Płochocka, W. Maślana, A. Golnik, C. Radzewicz and J.A. Gaj Institute of Experimental Physics, Warsaw University S. Tatarenko, J. Cibert Laboratoire de Spectrométrie
Bardziej szczegółowoPółprzewodniki samoistne. Struktura krystaliczna
Półprzewodniki samoistne Struktura krystaliczna Si a5.43 A GaAs a5.63 A ajczęściej: struktura diamentu i blendy cynkowej (ZnS) 1 Wiązania chemiczne Wiązania kowalencyjne i kowalencyjno-jonowe 0K wszystkie
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa ciał stałych
Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm. Klasyfikacja ciał stałych na podstawie struktury
Bardziej szczegółowoAbsorpcja związana z defektami kryształu
W rzeczywistych materiałach sieć krystaliczna nie jest idealna występują różnego rodzaju defekty. Podział najważniejszych defektów ze względu na właściwości optyczne: - inny atom w węźle sieci: C A atom
Bardziej szczegółowoPlan. Kropki kwantowe - część III spektroskopia pojedynczych kropek kwantowych. Kropki samorosnące. Kropki fluktuacje szerokości
Plan Kropki kwantowe - część III spektroskopia pojedynczych kropek kwantowych Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika 1. Techniki pomiarowe 2. Podstawowe wyniki 3. Struktura
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 2 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
Bardziej szczegółowoRozszczepienie poziomów atomowych
Rozszczepienie poziomów atomowych Poziomy energetyczne w pojedynczym atomie Gdy zbliżamy atomy chmury elektronowe nachodzą na siebie (inaczej: funkcje falowe elektronów zaczynają się przekrywać) Na skutek
Bardziej szczegółowoKropki samorosnące. Optyka nanostruktur. Gęstość stanów. Kropki fluktuacje szerokości. Sebastian Maćkowski. InAs/GaAs QDs. Si/Ge QDs.
Kropki samorosnące Optyka nanostruktur InAs/GaAs QDs Si/Ge QDs Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon:
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa. Anna Pietnoczka
Teoria pasmowa Anna Pietnoczka Opis struktury pasmowej we współrzędnych r, E Zmiana stanu elektronów przy zbliżeniu się atomów: (a) schemat energetyczny dla atomów sodu znajdujących się w odległościach
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj
Repeta z wykładu nr 3 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoPrzejścia promieniste
Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej
Bardziej szczegółowo1. Struktura pasmowa from bonds to bands
. Strutura pasmowa from bonds to bands Wiązania owalencyjne w cząsteczach Pasma energetyczne w ciałach stałych Przerwa energetyczna w półprzewodniach Dziura w paśmie walencyjnym Przybliżenie prawie swobodnego
Bardziej szczegółowoFizyka silnie skorelowanych elektronów na przykładzie międzymetalicznych związków ceru
Fizyka silnie skorelowanych elektronów na przykładzie międzymetalicznych związków ceru Rafał Kurleto 4.3.216 ZFCS IF UJ Rafał Kurleto Sympozjum doktoranckie 4.3.216 1 / 15 Współpraca dr hab. P. Starowicz
Bardziej szczegółowoWspółczesna fizyka ciała stałego
Współczesna fizyka ciała stałego Struktury półprzewodnikowe o obniŝonej wymiarowości studnie kwantowe, druty kwantowe, kropki kwantowe fulereny, nanorurki, grafen Kwantowe efekty rozmiarowe Ograniczenie
Bardziej szczegółowopółprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski
Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 półprzewodniki
Bardziej szczegółowoAtom wodoru. Model klasyczny: nieruchome jądro +p i poruszający się wokół niego elektron e w odległości r; energia potencjalna elektronu:
ATOM WODORU Atom wodoru Model klasyczny: nieruchome jądro +p i poruszający się wokół niego elektron e w odległości r; energia potencjalna elektronu: U = 4πε Opis kwantowy: wykorzystując zasadę odpowiedniości
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 2 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15
Bardziej szczegółowoAtom Mn: wielobit kwantowy. Jan Gaj Instytut Fizyki Doświadczalnej
Atom Mn: wielobit kwantowy Jan Gaj Instytut Fizyki Doświadczalnej Tomasz Kazimierczuk Mateusz Goryca Piotr Wojnar (IF PAN) Artur Trajnerowicz Andrzej Golnik Piotr Kossacki Jan Gaj Michał Nawrocki Ostrzeżenia
Bardziej szczegółowoSkończona studnia potencjału
Skończona studnia potencjału U = 450 ev, L = 100 pm Fala wnika w ściany skończonej studni długość fali jest większa (a energia mniejsza) Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 2 wykład: Piotr Fita pokazy: Jacek Szczytko ćwiczenia: Aneta Drabińska, Paweł Kowalczyk, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet
Bardziej szczegółowoNanostruktury i nanotechnologie
Nanostruktury i nanotechnologie Heterozłącza Efekty kwantowe Nanotechnologie Z. Postawa, "Fizyka powierzchni i nanostruktury" 1 Termin oddania referatów do 19 I 004 Zaliczenie: 1 I 004 Z. Postawa, "Fizyka
Bardziej szczegółowona dnie (lub w szczycie) pasma pasmo jest paraboliczne, ale masa wyznaczona z krzywizny niekoniecznie = m 0
Koncepcja masy efektywnej swobodne elektrony k 1 1 E( k) E( k) =, = m m k krzywizna E(k) określa masę cząstek elektrony prawie swobodne - na dnie pasma masa jest dodatnia, ale niekoniecznie = masie swobodnego
Bardziej szczegółowoPrzewodnictwo elektryczne ciał stałych. Fizyka II, lato
Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Fizyka II, lato 2016 1 Własności elektryczne ciał stałych Komputery, kalkulatory, telefony komórkowe są elektronicznymi urządzeniami półprzewodnikowymi wykorzystującymi
Bardziej szczegółowoKlasyczny metal. Fizyka Materii Skondensowanej Domieszki i defekty. Wydział Fizyki UW
Fizyka Materii Skondensowanej Wydział Fizyki UW Jacek.Szczytko@fuw.edu.pl W T 0 równowaga układu termodynamicznego (w warunkach V = const i N = const) odpowiada minimum energii swobodnej Helmholtza F =
Bardziej szczegółowoWykład IV. Dioda elektroluminescencyjna Laser półprzewodnikowy
Wykład IV Dioda elektroluminescencyjna Laser półprzewodnikowy Półprzewodniki - diagram pasmowy Kryształ Si, Ge, GaAs Struktura krystaliczna prowadzi do relacji dyspersji E(k). Krzywizna pasm decyduje o
Bardziej szczegółowoCiała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz
Ciała stałe Podstawowe własności ciał stałych Struktura ciał stałych Przewodnictwo elektryczne teoria Drudego Poziomy energetyczne w krysztale: struktura pasmowa Metale: poziom Fermiego, potencjał kontaktowy
Bardziej szczegółowoCo to jest kropka kwantowa? Kropki kwantowe - część I otrzymywanie. Co to jest ekscyton? Co to jest ekscyton? e πε. E = n. Sebastian Maćkowski
Co to jest kropka kwantowa? Kropki kwantowe - część I otrzymywanie Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Co to jest ekscyton? Co to jest ekscyton? h 2 2 2 e πε m* 4 0ε s Φ
Bardziej szczegółowoMetody optyczne w badaniach półprzewodników Przykładami różnymi zilustrowane. Piotr Perlin Instytut Wysokich Ciśnień PAN
Metody optyczne w badaniach półprzewodników Przykładami różnymi zilustrowane Piotr Perlin Instytut Wysokich Ciśnień PAN Jak i czym scharakteryzować kryształ półprzewodnika Struktura dyfrakcja rentgenowska
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 11. Detekcja światła. Fluorescencja. Eksperyment optyczny. Sebastian Maćkowski
Repeta z wykładu nr 11 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 CCD (urządzenie
Bardziej szczegółowo2. Elektrony i dziury w półprzewodnikach
2. Elektrony i dziury w półprzewodnikach 1 B III C VI 2 Związki półprzewodnikowe: 8 walencyjnych elektronów na walencyjnym orbitalu cząsteczkowym2 Krzem i german 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 14 elektronów
Bardziej szczegółowoSTRUKTURA PASM ENERGETYCZNYCH
PODSTAWY TEORII PASMOWEJ Struktura pasm energetycznych Teoria wa Struktura wa stałych Półprzewodniki i ich rodzaje Półprzewodniki domieszkowane Rozkład Fermiego - Diraca Złącze p-n (dioda) Politechnika
Bardziej szczegółowoRezonatory ze zwierciadłem Bragga
Rezonatory ze zwierciadłem Bragga Siatki dyfrakcyjne stanowiące zwierciadła laserowe (zwierciadła Bragga) są powszechnie stosowane w laserach VCSEL, ale i w laserach z rezonatorem prostopadłym do płaszczyzny
Bardziej szczegółowoPrzewodnictwo elektryczne ciał stałych
Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Fizyka II, lato 2011 1 Własności elektryczne ciał stałych Komputery, kalkulatory, telefony komórkowe są elektronicznymi urządzeniami półprzewodnikowymi wykorzystującymi
Bardziej szczegółowoPomiary widm fotoluminescencji
Fotoluminescencja (PL photoluminescence) jako technika eksperymentalna, oznacza badanie zależności spektralnej rekombinacji promienistej, pochodzącej od nośników wzbudzonych optycznie. Schemat układu do
Bardziej szczegółowoLeonard Sosnowski
Admiralty Research Laboratory w Teddington, Anglia (1945-1947). Leonard Sosnowski J. Starkiewicz, L. Sosnowski, O. Simpson, Nature 158, 28 (1946). L. Sosnowski, J. Starkiewicz, O. Simpson, Nature 159,
Bardziej szczegółowoWprowadzenie do ekscytonów
Proces absorpcji można traktować jako tworzenie się, pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, pary elektron-dziura, które mogą być opisane w przybliżeniu jednoelektronowym. Dokładniejszym podejściem
Bardziej szczegółowoPrzejścia kwantowe w półprzewodnikach (kryształach)
Przejścia kwantowe w półprzewodnikach (kryształach) Rozpraszanie na nieruchomej sieci krystalicznej (elektronów, neutronów, fotonów) zwykłe odbicie Bragga (płaszczyzny krystaliczne odgrywają rolę rys siatki
Bardziej szczegółowo2. Elektrony i dziury w półprzewodnikach
2. Elektrony i dziury w półprzewodnikach 1 B III C VI 2 Związki półprzewodnikowe: 8 walencyjnych elektronów na walencyjnym orbitalu cząsteczkowym2 Rozszczepienie elektronowych poziomów energetycznych Struktura
Bardziej szczegółowoWykład IV. Półprzewodniki samoistne i domieszkowe
Wykład IV Półprzewodniki samoistne i domieszkowe Półprzewodniki (Si, Ge, GaAs) Konfiguracja elektronowa Si : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 = [Ne] 3s 2 3p 2 4 elektrony walencyjne Półprzewodnik samoistny Talent
Bardziej szczegółowoPL B1. INSTYTUT TECHNOLOGII ELEKTRONOWEJ, Warszawa, PL INSTYTUT FIZYKI POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Warszawa, PL
PL 221135 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 221135 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 399454 (22) Data zgłoszenia: 06.06.2012 (51) Int.Cl.
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 2 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2015/16
Bardziej szczegółowoMechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?
Mechanika kwantowa Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki? Mechanika kwantowa Elektron fala stojąca wokół jądra Mechanika kwantowa Równanie Schrödingera Ĥ E ψ H ˆψ = Eψ operator różniczkowy
Bardziej szczegółowoNadprzewodnictwo w nanostrukturach metalicznych Paweł Wójcik Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, AGH
Nadprzewodnictwo w nanostrukturach metalicznych Paweł Wójcik Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, AGH Współpraca: Akademickie Centrum Materiałów i Nanotechnologii dr Michał Zegrodnik, prof. Józef Spałek
Bardziej szczegółowoKryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu
Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu skaroll@fizyka.umk.pl Plan ogólny Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie, czyli czym będziemy się
Bardziej szczegółowoWidmo sodu, serie. p główna s- ostra d rozmyta f -podstawowa
Widmo sodu, serie p główna s- ostra d rozmyta f -podstawowa Przejścia dozwolone w Na Reguły wyboru: l =± 1 Diagram Grotriana dla sodu, z lewej strony poziomy energetyczne wodoru; należy zwrócić uwagę,
Bardziej szczegółowoIII.4 Gaz Fermiego. Struktura pasmowa ciał stałych
III.4 Gaz Fermiego. Struktura pasmowa ciał stałych Jan Królikowski Fizyka IVBC 1 Gaz Fermiego Gaz Fermiego to gaz swobodnych, nie oddziałujących, identycznych fermionów w objętości V=a 3. Poszukujemy N(E)dE
Bardziej szczegółowoRyszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja
Bardziej szczegółowoS. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Półprzewodniki. Półprzewodniki
Półprzewodniki Definicja i własności Półprzewodnik materiał, którego przewodnictwo rośnie z temperaturą (opór maleje) i w temperaturze pokojowej wykazuje wartości pośrednie między przewodnictwem metali,
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY. Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY W CIAŁACH ACH STAŁYCH Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir Co to sąs ekscytony? ekscyton to
Bardziej szczegółowoNierównowagowe kondensaty polarytonów ekscytonowych z gigantycznym rozszczepieniem Zeemana w mikrownękach półprzewodnikowych
Nierównowagowe kondensaty polarytonów ekscytonowych z gigantycznym rozszczepieniem Zeemana w mikrownękach półprzewodnikowych B. Piętka, M. Król, R. Mirek, K. Lekenta, J. Szczytko J.-G. Rousset, M. Nawrocki,
Bardziej szczegółowoFizyka 2. Janusz Andrzejewski
Fizyka 2 wykład 14 Janusz Andrzejewski Atom wodoru Wczesne modele atomu -W czasach Newtona atom uważany była za małą twardą kulkę co dość dobrze sprawdzało się w rozważaniach dotyczących kinetycznej teorii
Bardziej szczegółowoTEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH
TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH Skolektywizowane elektrony w metalu Weźmy pod uwagę pewną ilość atomów jakiegoś metalu, np. sodu. Pojedynczy atom sodu zawiera 11 elektronów o konfiguracji 1s 2 2s 2 2p 6 3s
Bardziej szczegółowoFizyka, technologia oraz modelowanie wzrostu kryształów. Metody optyczne w badaniach półprzewodników Przykładami różnymi zilustrowane
Fizyka, technologia oraz modelowanie wzrostu kryształów Metody optyczne w badaniach półprzewodników Przykładami różnymi zilustrowane Piotr Perlin Instytut Wysokich Ciśnień PAN piotr@unipress.waw.pl Wykład:
Bardziej szczegółowoInformatyka kwantowa i jej fizyczne podstawy Rezonans spinowy, bramki dwu-kubitowe
Wykład 4 29 kwietnia 2015 Informatyka kwantowa i jej fizyczne podstawy Rezonans spinowy, bramki dwu-kubitowe Łukasz Cywiński lcyw@ifpan.edu.pl http://info.ifpan.edu.pl/~lcyw/ Dobra lektura: Michel Le Bellac
Bardziej szczegółowoSpektroskopia mionów w badaniach wybranych materiałów magnetycznych. Piotr M. Zieliński NZ35 IFJ PAN
Spektroskopia mionów w badaniach wybranych materiałów magnetycznych Piotr M. Zieliński NZ35 IFJ PAN 1. Fundamenty spektroskopii mionów. Typowy eksperyment 3. Cel i obiekty badań 4. Przykłady otrzymanych
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 4. Detekcja światła. Dygresja. Plan na dzisiaj
Repeta z wykładu nr 4 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoSpektroskopia modulacyjna
Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,
Bardziej szczegółowoWłasności elektronowe amorficznych stopów Si/Me:H w pobliżu przejścia izolator-metal
1 Własności elektronowe amorficznych stopów Si/Me:H w pobliżu przejścia izolator-metal Gęste pary metali (wzrost gęstości -> I-M) niemetale poddane wysokiemu ciśnieniu -> I-M Cs-CsH (wzrost ciśnienia wodoru
Bardziej szczegółowoUNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja
UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2 Elektroluminescencja SZCZECIN 2002 WSTĘP Mianem elektroluminescencji określamy zjawisko emisji spontanicznej
Bardziej szczegółowoFunkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach
Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach 1 f FD ( E) = E E F exp + 1 kbt Styczna do krzywej w punkcie f FD (E F )=0,5 przecina oś energii i prostą f FD (E)=1 w punktach odległych o k B
Bardziej szczegółowoMETALE. Cu 8.50 1.35 1.56 7.0 8.2 Ag 5.76 1.19 1.38 5.5 6.4 Au 5.90 1.2 1.39 5.5 6.4
MAL Zestawienie właściwości gazu elektronowego dla niektórych metali: n cm -3 k cm -1 v cm/s ε e ε /k Li 4.6 10 1.1 10 8 1.3 10 8 4.7 5.5 10 4 a.5 0.9 1.1 3.1 3.7 K 1.34 0.73 0.85.1.4 Rb 1.08 0.68 0.79
Bardziej szczegółowoOPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 2006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Równania optyki półklasycznej Posłużymy się teraz równaniem (2.4), i Ψ t = ĤΨ ażeby wyprowadzić
Bardziej szczegółowoZłożone struktury diod Schottky ego mocy
Złożone struktury diod Schottky ego mocy Diody JBS (Junction Barrier Schottky) złącze blokujące na powierzchni krzemu obniżenie krytycznego natężenia pola (Ubr 50 V) Diody MPS (Merged PINSchottky) struktura
Bardziej szczegółowoCel ćwiczenia: Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporności elektrycznej monokryształu germanu od temperatury.
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
Bardziej szczegółowoZłącze p-n: dioda. Przewodnictwo półprzewodników. Dioda: element nieliniowy
Złącze p-n: dioda Półprzewodniki Przewodnictwo półprzewodników Dioda Dioda: element nieliniowy Przewodnictwo kryształów Atomy dyskretne poziomy energetyczne (stany energetyczne); określone energie elektronów
Bardziej szczegółowoW1. Właściwości elektryczne ciał stałych
W1. Właściwości elektryczne ciał stałych Względna zmiana oporu właściwego przy wzroście temperatury o 1 0 C Materiał Opór właściwy [m] miedź 1.68*10-8 0.0061 żelazo 9.61*10-8 0.0065 węgiel (grafit) 3-60*10-3
Bardziej szczegółowoPasmo walencyjne Pasmo odszczepione spin orbitalnie Δ Fizyka Materii Skondensowanej Metale i półprzewodniki. Dynamika elektronów w krysztale
Fizyka Materii Skondensowanej Metale i półprzewodniki Pasmo walencyjne Pasmo odszczepione spin orbitalnie Δ 3 Δ Δ Dwa pasma (dziury ciężkie i lekkie) Γ Wydział Fizyki UW Jacek.Szczytko@fuw.edu.pl Wszystkie
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n
Repeta z wykładu nr 5 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników
Teoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników Model atomu Bohra Niels Bohr - 1915 elektrony krążą wokół jądra jądro jest zbudowane z: i) dodatnich protonów ii) neutralnych neutronów Liczba atomowa
Bardziej szczegółowoII.1 Serie widmowe wodoru
II.1 Serie widmowe wodoru Jan Królikowski Fizyka IVBC 1 II.1 Serie widmowe wodoru W obszarze widzialnym wystepują 3 silne linie wodoru: H α (656.3 nm), H β (486.1 nm) i H γ (434.0 nm) oraz szereg linii
Bardziej szczegółowo3. Struktura pasmowa
3. Strutura pasmowa Funcja Blocha Quasi-pęd, sić odwrotna Przybliżni prawi swobodngo ltronu Dziura w paśmi walncyjnym Masa ftywna Strutura pasmowa (), przyłady Półprzwodnii miszan ltron w rysztal sformułowani
Bardziej szczegółowoOPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 2006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Rezonansowe oddziaływanie układu atomowego z promieniowaniem "! "!! # $%&'()*+,-./-(01+'2'34'*5%.25%&+)*-(6
Bardziej szczegółowoMikroskopia polowa. Efekt tunelowy Historia odkryć Uwagi o tunelowaniu Zastosowane rozwiązania. Bolesław AUGUSTYNIAK
Mikroskopia polowa Efekt tunelowy Historia odkryć Uwagi o tunelowaniu Zastosowane rozwiązania Bolesław AUGUSTYNIAK Efekt tunelowy Efekt kwantowy, którym tłumaczy się przenikanie elektronu w sposób niezgodny
Bardziej szczegółowoWpływ defektów punktowych i liniowych na własności węglika krzemu SiC
Wpływ defektów punktowych i liniowych na własności węglika krzemu SiC J. Łażewski, M. Sternik, P.T. Jochym, P. Piekarz politypy węglika krzemu SiC >250 politypów, najbardziej stabilne: 3C, 2H, 4H i 6H
Bardziej szczegółowoModele kp Studnia kwantowa
Modele kp Studnia kwantowa Przegląd modeli pozwalających obliczyć strukturę pasmową materiałów półprzewodnikowych. Metoda Fal płaskich Transformata Fouriera Przykładowe wyniki Model Kaine Hamiltonian z
Bardziej szczegółowoSPM Scanning Probe Microscopy Mikroskopia skanującej sondy STM Scanning Tunneling Microscopy Skaningowa mikroskopia tunelowa AFM Atomic Force
SPM Scanning Probe Microscopy Mikroskopia skanującej sondy STM Scanning Tunneling Microscopy Skaningowa mikroskopia tunelowa AFM Atomic Force Microscopy Mikroskopia siły atomowej MFM Magnetic Force Microscopy
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 4 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2013/14
Bardziej szczegółowoPodstawy informatyki kwantowej
Wykład 6 27 kwietnia 2016 Podstawy informatyki kwantowej dr hab. Łukasz Cywiński lcyw@ifpan.edu.pl http://info.ifpan.edu.pl/~lcyw/ Wykłady: 6, 13, 20, 27 kwietnia oraz 4 maja (na ostatnim wykładzie będzie
Bardziej szczegółowoStudnia kwantowa. Optyka nanostruktur. Studnia kwantowa. Gęstość stanów. Sebastian Maćkowski
Studnia kwantowa Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Studnia kwantowa
Bardziej szczegółowoCharakteryzacja właściwości elektronowych i optycznych struktur AlGaN GaN Dagmara Pundyk
Charakteryzacja właściwości elektronowych i optycznych struktur AlGaN GaN Dagmara Pundyk Promotor: dr hab. inż. Bogusława Adamowicz, prof. Pol. Śl. Zadania pracy Pomiary transmisji i odbicia optycznego
Bardziej szczegółowoTeorie wiązania chemicznego i podstawowe zasady mechaniki kwantowej Zjawiska, które zapowiadały nadejście nowej ery w fizyce i przybliżały
WYKŁAD 1 Teorie wiązania chemicznego i podstawowe zasady mechaniki kwantowej Zjawiska, które zapowiadały nadejście nowej ery w fizyce i przybliżały sformułowanie praw fizyki kwantowej: promieniowanie katodowe
Bardziej szczegółowoWłaściwości materii. Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. 18 listopada 2014 Biophysics 1
Wykład 8 Właściwości materii Bogdan Walkowiak Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka 18 listopada 2014 Biophysics 1 Właściwości elektryczne Właściwości elektryczne zależą
Bardziej szczegółowoMechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?
Mechanika kwantowa Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki? Mechanika kwantowa Równanie Schrödingera Ĥ E ψ H ˆψ = Eψ operator różniczkow Hamiltona energia funkcja falowa h d d d + + m d d dz
Bardziej szczegółowoBadanie emiterów promieniowania optycznego
LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 9 Badanie emiterów promieniowania optycznego Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami emiterów promieniowania optycznego. Badane elementy:
Bardziej szczegółowoKorelacje przestrzenne między nośnikami uwięzionymi w półprzewodnikowych kropkach kwantowych. Bartłomiej Szafran
Korelacje przestrzenne między nośnikami uwięzionymi w półprzewodnikowych kropkach kwantowych (wybrane wyniki z rozprawy habilitacyjnej) Kraków 12.05.2006 Bartłomiej Szafran Półprzewodnikowe kropki kwantowe
Bardziej szczegółowo2013 02 27 2 1. Jakie warstwy zostały wyhodowane w celu uzyskania 2DEG? (szkic?) 2. Gdzie było domieszkowanie? Dlaczego jako domieszek użyto w próbce atomy krzemu? 3. Jaki kształt miała próbka? 4. W jaki
Bardziej szczegółowoPromieniowanie jonizujące i metody radioizotopowe. dr Marcin Lipowczan
Promieniowanie jonizujące i metody radioizotopowe dr Marcin Lipowczan Budowa atomu 897 Thomson, 0 0 m, kula dodatnio naładowana ładunki ujemne 9 Rutherford, rozpraszanie cząstek alfa na folię metalową,
Bardziej szczegółowoRekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja
Rekapitulacja Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Bardziej szczegółowoEksperyment optyczny. Optyka nanostruktur. Diagram Jabłońskiego. Typowe czasy. Sebastian Maćkowski
Eksperyment optyczny Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-325 -) roztwór
Bardziej szczegółowoWspółczesna fizyka ciała stałego
Współczesna fizyka ciała stałego Struktury półprzewodnikowe o obniżonej wymiarowości studnie kwantowe, druty kwantowe, kropki kwantowe.. fulereny, nanorurki, grafen. Kwantowe efekty rozmiarowe Ograniczenie
Bardziej szczegółowoWykład Budowa atomu 3
Wykład 14. 12.2016 Budowa atomu 3 Model atomu według mechaniki kwantowej Równanie Schrödingera dla atomu wodoru i jego rozwiązania Liczby kwantowe n, l, m l : - Kwantowanie energii i liczba kwantowa n
Bardziej szczegółowoPrzyrządy półprzewodnikowe
Przyrządy półprzewodnikowe Prof. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl wykład 30 godz. laboratorium 30 godz WEEIiA E&T Metal
Bardziej szczegółowoRównanie falowe Schrödingera ( ) ( ) Prostokątna studnia potencjału o skończonej głębokości. i 2 =-1 jednostka urojona. Ψ t. V x.
Równanie falowe Schrödingera h Ψ( x, t) + V( x, t) Ψ( x, t) W jednym wymiarze ( ) ( ) gdy V x, t = V x x Ψ = ih t Gdy V(x,t)=V =const cząstka swobodna, na którą nie działa siła Fala biegnąca Ψ s ( x, t)
Bardziej szczegółowoSi, Ge, GaP, SiC, Podstawowa krawędź absorpcji dla przejść skośnych
Podstawowa kawędź absopcji dla pzejść skośnych Si, Ge, GaP, SiC, L c (k) k k np. z udziałem fononów - fonony pzenoszą pęd i enegię (niewiele enegii w poównaniu z g ) - poces tójcząstkowy: elekton + foton
Bardziej szczegółowoZadania z mechaniki kwantowej
Zadania z mechaniki kwantowej Gabriel Wlazłowski 13 maja 2016 Rachunek zaburzeń bez czasu 1. Metodą rachunku zaburzeń obliczyć pierwszą i drugą poprawkę dla poziomów energetycznych oscylatora harmonicznego
Bardziej szczegółowoOddziaływanie grafenu z metalami
Oddziaływanie grafenu z metalami Oddziaływanie grafenu z metalami prof. dr hab. Zbigniew Klusek Grafen dla czego intryguje? v E U V E d cm d cm v t s en Transport dyfuzyjny Transport kwantowy balistyczny
Bardziej szczegółowo