СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ:МАГИСТЪР, програма НАНО- И ИНФОРМАЦИОННИ ТЕХНОЛОГИИ ЗА ОПТОЕЛЕКТРОНИКАТА
КРЕДИТИ (ECTS): 6
КАТЕДРА:Физика на полупроводниците
ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН
Вид на занятията:
Семестър:
Хорариум-часа/
седмично:
Хорариум-часа
Общо:
Лекции
ІI
3
45
Семинарни упражнения
Практически упражнения
ІI
2
30
Общо часа:
ІI
5
75
Форма на контрол:
ТО
А. АНОТАЦИЯ
Разглеждат се особеностите на некристални електронни системи (структурно неподредени системи) с приложение в съвременната електроника и моделите, описващи електричните и оптични процеси в тях. Отделено е внимание на някои представители – аморфни, стъклообразни, течни, органични полупроводници, биополимери. Прави се преглед на физичните явления в тях, както и на основните им електрични, фотоелектрични и оптични свойства. Разглеждат се процесите на електронен транспорт в кристални системи с нарушен порядък, които са моделни материали при изследване на силно неподредените некристални полупроводници. Използван е апаратът на изкривените зони, обясняващ специфичните механизми на активационна и скокова проводимост, неомовост в електрично поле и на дисперсионния електричен транспорт. Резултатитеса приложими и за некристални системи.
Разглеждат се и възможните приложения на некристалните полупроводникови материали в оптоелектронни и други прибори (излъчватели, приемници, слънчеви елементи, преобразователи, вълноводи) и системи (за оптична връзка, за запис и съхраняване на информация, за формиране и обработка на изображения).
Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:
Лекции ( или упражнения)
№
Тема, вид на занятието:
Брой часове
ЛЕКЦИИ
45
І.
УВОД. Неподредени системи. Разновидности. Общи особености на некристалните електронни системи като структурно неподредени системи (плътност на състоянията, енергетичен спектър и локализация, характеристики на случайното поле, изкривяване на зоните).
2
ІІ.
КРИСТАЛНИ ПОЛУПРОВОДНИКОВИ СИСТЕМИ С НАРУШЕН ПОРЯДЪК
9
ІІ.1.
Механизми на електронен транспорт. Теория на протичане. Активациона и скокова проводимост
2
ІІ.2.
Електронен транспорт в силно легирани и компенсирани полупроводници.
2
ІІ.3.
Неомова скокова проводимост в умерени и силни електрични полета в неподредени полупроводници.
2
ІІ.4.
Аномален (дисперсионен) транспорт в неподредени системи. Скоков дисперсионен транспорт. Дълговременни релаксации и остатъчна проводимост.
2
ІІ.5.
Термоелектрични и галваномагнитни явления в неподредени системи.
1
ІІІ.
НЕКРИСТАЛНИ ПОЛУПРОВОДНИЦИ. Класификация. Особености на структурата, електричните и оптични свойства
3
ІV.
АМОРФНИ И СТЪКЛООБРАЗНИ ПОЛУПРОВОДНИЦИ
22
ІV.1
Основни положения във физиката на аморфните полупроводници. Зонни модели. Статична проводимост по нелокализирани състояния, проводимост по състояния в опашките на зоните, проводимост по локализирани състояния на нивото на Ферми. Променливотокова проводимост. Фотопроводимост. Оптични свойства. Луминесценция.
4
ІV.2
Аморфни полупроводници с тетраедричен строеж. Получаване и структура. Електрични и оптични свойства.
4
ІV.3
Халкогенидни полупроводници. Класификация и структура. Електрични и оптични свойства. Ефекти на превключване и памет.
4
ІV.4
Оптоелектронни приложения на аморфен силиций. Слънчеви елементи. Линейни сензори на образ и прибори със зарядна връзка. Тънкослойни полеви транзистори и интегрални схеми за управление на дисплеи. Приложение в системи за оптичен запис на информация и в електрофотографията
5
ІV.5
Оптоелектронни приложения на стъклообразни халкогенидни полупроводници. Приложение в електрофотографията (ксерографията). Приложение в системи за оптичен запис и четене на информация (системи основани на фазов преход и на термичен метод). Влакнести сензори на физични величини (налягане, температура).
5
V.
ТЕЧНИ ПОЛУПРОВОДНИЦИ. Електронна структура – метален модел, модел на изкривения кристал, модел на молекулните връзки, опашки на плътността на състоянията и локализация на Андерсън. Електропроводност. Ефект на Хол. Термоелектрични явления. Оптични свойства.
1
VІ.
ОРГАНИЧНИ ПОЛУПРОВОДНИЦИ И БИОПОЛИМЕРИ.
8
VІ.1
Класификация на органичните полупроводници – молекулярни кристали и полимери (основни представители). Основни представи за структурата на органичните полупроводници. Двойни връзки. Ефект на спрягане. Свойства на спрегнатите системи. - и -електрони, локализирани и делокализирани орбитали и състояния. Особености на строежа и физичните свойства на полимерите. Получаване на полупроводникови полимери. Лангмюр – Блоджет слоеве.
3
VІ.2
Основи на теорията на пренос на заряди. Инжекция на носители. Електропроводност, ограничена от пространствен заряд. Оптични свойства на органичните полупроводници. Фотоелектрични явления. Луминесценция.
1
VІ.3
Биология и органични полупроводници. Биополимери.
1
VІ.4
Приложение на органични полупроводници. Електролуми- несцентни слоеве за дисплеи. Активна среда за лазери. Молекулярни преобразователи на слънчева енергия (молекулярни слънчеви елементи). Фотодетектори за далечната ИЧ област. Фоторезисти за микрофотолитогра-фия. Хибридни тънкослойни органични – неорганични структури за опто- и микроелектрониката. Други приложения.
Активационна и скокова проводимост в неподредени кристални полупроводници.
5
2
Полева зависимост на проводимостта в неподредени кристални полупроводници
5
3
Фотопроводимост, дълговременни релаксации и остатъчна проводимост в компенсирани полупроводници.
5
4
Проводимост в аморфни и стъклообразни полупроводници
5
5
Фотопроводимост и оптично поглъщане в аморфни полупроводници
5
6
Основни параметри на слънчеви елементи
5
Общо
75
В. Формата на контрол е: ТЕКУЩА ОЦЕНКА. Студентите подготвят реферат по зададена тема. В края на курса се провежда препитване. При формиране на оценката се отчита и активността на студентите по време на занятията.
Г. Основна литература:
Н. Мот, Э. Девис, “Электронные процессы в некристалических веществах”, М., Мир (1982)
И.П. Звягин, “Кинетические явления в неупорядоченных полупроводниках”, изд Московского университета (1984)
Б. Шкловский, А. Эфрос, “Электронные свойства легированных полупроводников”, М., Наука (1979)
К. Као, В. Хуанг, “Перенос электронов в твердых телах”, М. Мир (1984)
“The Physics of Hydrogenated Amorphous Silicon”,ed. D. Joannopolous and G. Lucovsky, Ser. Topics in Applied Physics, v. 55 and 56, Springer – Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo (1984)
А. Меден, М. Шо, “Физика и применение аморфных полупроводников”, М., Мир (1991)
С. Свечников, В. Хаминец, Н. Довгошей, “Сложные некристаллические халькогениды и их применение в оптоэлектронике”, Кьев, Наукова думка (1992)
“Еlectronic Properties of Polymers and Related Compounds”, ed. H. Kuzmany, M. Mehring, S. Roth, Springer Series in Solid State Physics, v. 63, Springer – Verlag Berlin, Heidelberg, New York (1985)
Ж. Симон, Ж. Андре, “Молекулярные полупроводники”, М., Мир (1988)
“Биосензоры: основы и приложения”, под ред. Э. Тернер,..., М., Мир (1992)
Д. Допълнителна литература:
P. Marshall, “The Study of Electron Transport in Disordered Solids via Transient Photoconductivity Мeasurements”, in “Electronic, Optoelectronic and Magnetic Thin Films” (Proc. 8th Intern. School on Condensed Matter. Physics (ISCMP), Varna’94, ed. J.P. Marshall…, Res. Studies Press LTD (1995) p.3)
“Аморфные полупроводники”, под ред. М. Бродски, М., Мир (1982)
“Аморфные полупроводники и приборы на их основе, под ред. Хамаковы, М., Металлургия (1986)
А. Аскадский, Ю. Матвеев, “Химическое строение и физические свойства полимеров, М., Химия (1983)
“Future Directions in Thin Film Science and Technology”, Proc. 9th Intern. School on Condensed Matter. Physics (ISCMP), Varna’96, ed. J.P. Marshall…, World Scientific (1997)
