Primijenjena kvantna mehanika

Opis predmeta

Cilj kolegija je opisati fizikalne osnove elektroničkih i optoelektroničkih elemenata kao što su dioda, tranzistor, LED i poluvodičkih lasera. Naglasak je na osnovnim konceptima kvantne mehanike kao što su dualnost val-čestica, princip neodređenosti te pojave kvantnih fenomena u makroskopskom svijetu elektroničkih elemenata. Kolegij je ponajprije namijenjen inženjerima koji planiraju raditi u dizajnu elektroničkih sklopova ili optici.

Ishodi učenja

  1. Objasniti temeljne koncepte kvantne mehanike
  2. Opisati elektrničke elemente u kojima se kvantna priroda manifestira
  3. Opisati optičke elemente koji temeljno ovise o kvantnoj mehanici
  4. Objasniti kako je čestićno-valna dualnost temelj poluvodiča
  5. Dizajnirati temeljnu strukturu poluvodičkog lasera na određenoj valnoj duljini
  6. Dizajnirati osnovnu strukturu heterostrukturnog tranzistora sa efektom polja

Oblici nastave

Predavanja

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Domaće zadaće 0 % 50 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 0 % 25 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 25 %
Ispit: Pismeni 0 % 100 %

Tjedni plan nastave

  1. Uvod u kvantnu mehaniku i primjeri kvantnih efekata.
  2. Analitička (klasična) mehanika
  3. Analitička (klasična) mehanika; lagrangian i hamiltonijan
  4. Postulati kvantne mehanike. Dualnost val-čestica. Valna funkcija
  5. Elektroni u konzervativnim potencijalima
  6. Elektroni u konzervativnim potencijalima; periodični potencijali, efektivna masa i E(k) dijagram
  7. Gustoća stanja, statistička mehanika, Fermijeva razina
  8. MI
  9. Heterospojevi, epitaksijalni rast, Matthews-Blakeslee ograničenje;
  10. Poluklasični transport, Boltzmannova transportna jednadžba, pokretljivost u kvantnim strukturama.
  11. Primjeri elektroničkih i optoelektoničkih elemenata koji koriste kvantna strukture: HBT, HEMT, laser i svjetleće diode
  12. Uvod u kvantni transport, Greenove funkcije, interakcijski formalizam za kontakte.
  13. Kvantni šum
  14. Termički šum
  15. ZI

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Literatura

Herbert Kroemer (1994.), Quantum Mechanics: For Engineering Materials Science and Applied Physics, Pearson
David A. B. Miller (2008.), Quantum Mechanics for Scientists and Engineers, Cambridge University Press
Mark Lundstrom (2000.), Fundamentals of Carrier Transport, Cambridge University Press
Supriyo Datta (1997.), Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press

Za studente

Izvedba

ID 222712
  Zimski semestar
5 ECTS
R0 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

85 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan