Za razumijevanje rada današnjih poluvodičkih elektroničkih i optoelektroničkih elemenata (diode, tranzistori, laseri, svjetleće diode, fotodetektori) potrebna je kvantna mehanika. Poznavanje osnova fizike ovog inženjerskog područja i načina na koji se kvantnomehanička svojstva tih elemenata primjenjuju komercijalno izuzetno je važno za buduće doktore znanosti u polju elektrotehnike, odnosno elektronike. Nove tehnologije stvaraju nove primjene, a buduće inovacije u poluvodičkoj elektroničkoj i optičkoj tehnologiji temeljit će se na znanjima iz kvantne prirode materijala i interakciji elektromagnetskih valova s materijom. Kolegij pokriva sljedeće teme: - Temelji kvantne mehanike: dualnost, Schrödingerova jednadžba i operatori - Lokalizirana stanja elektrona, periodički potencijali i poluvodiči - Gustoća i vjerojatnost populacije energijskih stanja - Poluvodički heterospojevi: kvantne jame, diode, tranzistori - Poluklasični transport nosilaca: Boltzmannova transportna jednadžba, raspršenja i Fermijevo zlatno pravilo - Pokretljivost i driftna brzina nosilaca u niskodimenzionalnim strukturama (FinFET, HEMT) - Kvantni transport nosilaca: Greenove funkcije i proračun opservabli, koherentni i nekoherentni transport, balistički, kvazi-balistički i disipativni transport - Interakcija elektromagnetskog polja i materije: vremenski ovisna perturbacija, apsorpcija, pojačanje svjetla i spontana emisija - Optoelektronički elementi: LED, laseri, fotodetektori, SPAD