Primijenjena kvantna mehanika

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.

Nositelji predmeta su Dubravko BabićDario Bojanjac i Mirko Poljak.

Opis predmeta možete pronaći na stranici diplomskog studija.

 

Tjedni plan nastave:

  1. Uvod u kvantnu mehaniku i primjene. Postulati kvantne mehanike. Dualnost val-čestica.
  2. Svojstva i interpretacija valne funkcije. Vezana stanja i elektronske orbitale.
  3. Izvod i rješenja Schrödingerove jednadžbe. Relacije neodređenosti.
  4. Jednodimenzionalni problemi. Slobodni elektron. Tuneliranje. Potencijalna jama.
  5. Kvantnomehanički harmonički oscilator. Sfernosimetrični potencijal. Kvantni brojevi.
  6. Schrödingerova jednadžba u poluvodičima. Efektivna masa. Propagacija elektrona u uniaksijalno neuniformnim poluvodičima. Refleksija i transmisija elektronskih valnih funkcija.
  7. Elektron u periodičnom potencijalu. E-k dijagram. Prijelazi koji uključuju fonone, fotone i elektrone. Shockley-Read-Hallova i Augereova rekombinacija.
  8. Međuispit
  9. Populacija energetskih stanja.
  10. Brillouinove zone. Fermijeva energija. Vodljivost metala. Kvantna teorija poluvodiča.
  11. Intrinzični poluvodiči i heterogene strukture.
  12. Metode rasta kristala. Matthews-Blakesleejeva granica. Klasifikacija poludovidčkih heterostruktura.
  13. Električka, optička i toplinska svojstva složenih poluvodiča. III-V tranzistori s visokom pokretljivošću elektrona (HEMT) i hetreospojni bipolarni tranzistori (HBT). 
  14. Poluklasični transport. Boltzmannova jednadžba. Drift-difuzijski model.
  15. Završni ispit.