МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Физический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по развитию образования

_Е.В.Сапир

"_"2012 г.

Рабочая программа дисциплины послевузовского профессионального образования (аспирантура) Избранные главы физики полупроводников – I по специальности научных работников 01.04.10 Физика полупроводников Ярославль 2012 2 1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины «Избранные главы физики полупроводников – I» в соответствии с общими целями основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) (далее - образовательная программа послевузовского профессионального образования) являются:

- усвоение аспирантами знаний о физике кинетических явлений в полупроводниках, об использовании явлений переноса в твердотельных устройствах нового поколения;

- изучение модельных представлений и основных теоретических принципов, описывающих кинетические свойства полупроводниковых кристаллов и пленок при полупроводниковых материалов;

- формирование у аспирантов навыков экспериментального изучения явлений переноса в полупроводниковых системах.

2. Место дисциплины в структуре образовательной программы послевузовского профессионального образования Данная дисциплина относится к разделу обязательные дисциплины (подраздел дисциплины по выбору аспиранта) образовательной составляющей образовательной программы послевузовского профессионального образования по специальности научных работников 01.04. Физика полупроводников.

Дисциплина «Избранные главы физики полупроводников – I» рассматривает основные кинетические явления, происходящие в полупроводниках. Даная дисциплина имеет логические и содержательно-методические взаимосвязи с другими частями ООП, а именно с обязательной дисциплиной «Специальность», курсами по выбору (Избранные главы физики полупроводников – II) и педагогической практикой.

Для изучения данной дисциплины необходимы «входные» знания, умения, полученные в процессе обучения по программам специалитета или бакалавриата – магистратуры. Дисциплина является основой для последующего изучения дисциплины «Специальность» в аспирантуре.

3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины «Избранные главы физики полупроводников – I»

В результате освоения дисциплины «Избранные главы физики полупроводников – I» обучающийся должен:

знать:

основные понятия, связанные с процессами переноса носителей заряда в полупроводниках, с основными кинетическими явлениями в сложных системах, с условиями применения этих явлений в приборных устройствах.

уметь:

применять полученные знания для анализа параметров приборных объектов, использовать физические законы для предсказания поведения физических параметров полупроводниковых систем в составе сложных композиций, оперировать физическими и технологическими терминами и величинами, анализировать задачи по реализации кинетических эффектов в полупроводниковых кристаллах и пленках.

владеть:

информацией об областях применения кинетических явлений в полупроводниках; практическими приемами при работе с кристаллами пленочными структурами электроники; методами измерения основных кинетических параметров полупроводниковых кристаллов и пленок.

4. Структура и содержание дисциплины «Избранные главы физики полупроводников – I»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

Курс № Раздел Виды учебной работы, включая Формы текущего Неделя п/ Дисциплины самостоятельную работу обучаю- контроля успеваемоп щихся, и трудоемкость (в часах) сти Форма обуч.: очная/заочная (по неделям) Форма промежуточной аттестации Сам. работа Лабораторных Лекций Практических Содержание дисциплины Тема 1.

Предмет, цели и задачи курса. Основная терминология. Кинетическое уравнение Больцмана.

Время релаксации.

Тема 2.

Плотность электрического тока и плотность потока энергии.

Тема 3.

Кинетические коэффициенты. Электропроводность полупроводников. Гальваномагнитные эффекты.

Тема 4.

Эффект Холла в области примесной проводимости. Эффект Холла в материале с несколькими типами носителей заряда. Зависимость коэффициента Холла от величины магнитного поля. Применение эффекта Холла.

Тема 5.

Магнитерезистивный эффект. Зависимость эффекта от параметров полупроводника. Применение магниторезистивного эффекта для определения подвижности носителей заряда в структурах с различной геометрией.

Тема 6.

Теплопроводность полупроводников. Термоэлектрические явления. Термомагнитные явления. Приборы на основе этих явлений.

Тема 7.

Общий анализ кинетических явлений. О кинетических явлениях в полупроводниках с тензорной эффективной массой.

Тема 8.

Тензорезистивный эффект. Тензочувствительность. Коэффициенты пьезосопротивления. Методика измерения тензорезистивного эффекта на кристаллах и пленках.

5. Образовательные технологии В преподавании используются мультимедийные презентации, иллюстрации, таблицы, методические пособия. Знакомство с экспериментальными установками проводится на базе ЦКП «Диагностика микро- и наноструктур». В преподавании курса используются активные и интерактивные технологии проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой. Аспиранты имеют возможность посещать компьютерный класс, выходят в Интернет в зоне Wi-Fi, организованной в университете.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся В качестве средств текущего контроля используется 2 контрольных работы, а также написание в течение семестра 1 реферата на выбранную тему. Итоговая форма контроля (зачет) дает возможность выявить уровень профессиональной подготовки аспиранта по данной дисциплине.

Контрольная работа № Дайте общую характеристику кинетических явлений в полупроводниках.

Контрольная работа № Дайте характеристику базовым методикам измерения концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниках на основе эффекта Холла.

Темы рефератов 1. Кинетическое уравнение Больцмана. Условия применения.

2. Электропроводность полупроводников.

3. Эффект Холла в областях примесной, смешанной и собственной проводимости.

4. Применение эффекта Холла.

5. Физика магниторезистивного эффекта. Магниторезисторы.

6. Эффект Нернста-Эттингсгаузена.

7. Эффект Пельтье и устройства на его основе.

8. Методика измерения тензорезистивного эффекта на кристаллах и пленках.

Вопросы к аттестации (зачету) 1. Кинетическое уравнение Больцмана.

2. Время релаксации.

3. Плотность электрического тока и плотность потока энергии.

4. Кинетические коэффициенты.

5. Электропроводность полупроводников.

6. Гальваномагнитные эффекты.

7. Эффект Холла в области примесной проводимости.

8. Эффект Холла в материале с несколькими типами носителей заряда.

9. Зависимость коэффициента Холла от величины магнитного поля.

10. Применение эффекта Холла.

11. Магнитерезистивный эффект. Зависимость эффекта от параметров полупроводника.

12. Применение магниторезистивного эффекта для определения подвижности носителей заряда в структурах с различной геометрией.

13. Теплопроводность полупроводников.

14. Термоэлектрические явления.

15. Термомагнитные явления.

16. Общий анализ кинетических явлений.

17. О кинетических явлениях в полупроводниках с тензорной эффективной массой.

18. Тензорезистивный эффект.

19. Тензочувствительность.

20. Коэффициенты пьезосопротивления.

21. Методика измерения тензорезистивного эффекта на кристаллах и пленках.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература:

- Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1979.

- Киреев П.С. Физика полупроводников. М.: Высшая школа, 1975.

б) дополнительная литература:

- Бочкарева Л.В., Зимин С.П. Явления переноса в полупроводниковых пленках. Уч. пособие, ЯрГУ, 1985.

- Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергоатомиздат, 1985.

- Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования. М.: Радио и связь, 1990.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

- для демонстрации презентаций используются программы Windows и MS Office.

- в качестве вспомогательных интернет-ресурсов по дисциплине используется электронная библиотека ЯрГУ, электронная библиотека e-library.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины - компьютер и мультимедийный проектор;

- набор электронных презентаций и схем по курсу.

Программа составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) (приказ Минобрнауки от 16.03.2011 г. № 1365) с учетом рекомендаций, изложенных в письме Минобрнауки от 22.06.2011 г. № ИБ – 733/12.

Программа одобрена на заседании кафедры микроэлектроники 16.10.2012 (протокол № 2) Заведующий кафедрой Автор Зимин С.П., доктор физико-математических наук, профессор