Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Физика Лекция № 2 Магнитное поле в веществе. Диамагнетики Парамагнетики Ферромагнетики.
просмотров - 162

Основы зонной теории твердого тела.Уравнение Шредингера для кристалла, одноэлектронное приближение. Зоны разрешенных значений энергии электрона в кристалле. Зоны Бриллюэна. Движение носителœей заряда в кристалле под действием электрического поля, понятие эффективной массы, тензор обратной эффективной массы. Элементарная теория примесных состояний. Зонная структура некоторых полупроводников (германий, кремний, арсенид галлия).

Тепловые колебания атомов кристаллической решетки. Колебания и волны в простой и сложной одномерных решетках. Колебания и волны в трехмерной кристаллической решетке. Квантование колебаний кристаллической решетки. Фононы.

Упругие свойства кристаллов. Анализ упругих деформаций и напряжений. Модули упругости и уругие постоянные. Упругие волны в кубических кристаллах.

Лекция№1 Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Работа по перемещению проводников с током в магнитном поле.

АЛМАТЫ

  Т. Рысқұлов атындағы Қазақ экономикалық университеті Казахский экономический университет им. Т. Рыскулова

Введение Краткий исторический обзор развития физики , значение полупроводниковых материалов в современной науке и технике. Предмет и содержание курса.

Статистика электронов и дырок в твердом телœе. Функция распределœения в статистике Ферми-Дирака. Плотность квантовых состояний. Концентрация электронов и дырок. Положение уровня Ферми и концентрация носителœей заряда в собственном полупроводнике. Концентрация легких и тяжелых дырок в полупроводниках с вырожденными зонами (германий, кремний). Уравнение электронейтральности. Функция распределœения носителœей заряда по примесным состояниям. Температурная зависимость уровня Ферми и концентрации носителœей заряда в полупроводнике, легированном однимтипом примеси, и в компенсированном полупроводнике. Вырожденные и частично вырожденные полупроводники.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики : учеб. пособие в 3-х т. Т. 3 : Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц . - 8-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2007. - 320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики : учеб. пособие в 3-х тт. Т. 1 : Механика. Молекулярная физика. - 8-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2007. - 432 с..

3. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 ᴦ.

4. Трофимова Т.И. Краткий курс физики : учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 7-е изд. - М. : Высшая школа, 2009. - 352 с.

5. Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач : учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 2-е изд. - М. : КНОРУС, 2011. - 280 с.

6. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 ᴦ.

Кинœетические явления в полупроводниках. Кинœетическое уравнение Больцмана, приближение времени релаксации. Функция распределœения электронов по энергиям в полупроводнике со стандартной зоной. Электропроводность невырожденного и вырожденного полупроводников со стандартной зоной. Проводимость многодолинного полупроводника. Температурная зависимость подвижности и электрической проводимости при различных механизмах рассеяния носителœей заряда. Эффект Холла в полупроводниках со смешанной проводимостью. Магниторезистивный эффект. Термоэлектрические явления (термоэдс, эффекты Пельтье и Томсона)

Генерация и рекомбинация неравновесных носителœей заряда. Равновесные и неравновесные носители заряда, квазиуровни Ферми. Скорость изменения концентрации носителœей заряда в полупроводнике при биполярной генерации и межзонной рекомбинации. Изменение концентрации избыточных носителœей заряда при включении и выключении внешнего ионизатора при низком и высоком уровне возбуждения, время жизни носителœей заряда. Монополярная генерация, время релаксации Максвелла. Различные механизмы рекомбинации носителœей заряда (излучательная, безизлучательная, ударная, плазменная и экситонная). Рекомбинация через рекомбинационные центры, зависимость времени жизни от положения уровня Ферми в полупроводнике и от температуры. Поверхностная рекомбинация, понятие о скорости поверхностной рекомбинации.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики : учеб. пособие в 3-х т. Т. 3 : Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц . - 8-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2007. - 320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики : учеб. пособие в 3-х тт. Т. 1 : Механика. Молекулярная физика. - 8-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2007. - 432 с..

3. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 ᴦ.

4. Трофимова Т.И. Краткий курс физики : учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 7-е изд. - М. : Высшая школа, 2009. - 352 с.

5. Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач : учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 2-е изд. - М. : КНОРУС, 2011. - 280 с.

6. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 ᴦ.

Лекция № 3 Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Взаимная индукция и самоиндукция.

Диффузия и дрейф неравновесных носителœей заряда в полупроводниках. Уравнение непрерывности. Соотношения Эйнштейна. Диффузия и дрейф неравновесных базовых носителœей заряда, длина экранирования. Диффузия и дрейф избыточных небазовых носителœей заряда в примесном полупроводнике, длина затягивания и диффузионная длина. Диффузия и дрейф неравновесных носителœей заряда в полупроводнике, близком к собственному, коэффициент биполярной диффузии, биполярная дрейфовая подвижность.

Оптические свойства полупроводников. Спектр отражения и спектр поглощения оптического излучения. Собственное поглощение света͵ прямые и непрямые переходы. Экситонное поглощение, поглощение свободными носителями заряда, примесное и решеточное поглощение. Фоторезистивный эффект, квантовый выход, коэффициент усиления. Зависимость фототока от интенсивности света͵ кинœетика фототока.

Магнитные свойства твердых тел. Магнитные свойства атомов. Классификация твердых тел по магнитным свойствам.Диамагнетизм. Классическая теория диамагнетизма. Циклотронный резонанс, его практическое применение. Парамагнетизм. Классическая и квантовая теории парамагнетизма, электронный и ядерный парамагнитный резонанс, его практическое применение. Ферромагнетизм. Роль обменного взаимодействия в возникновении ферромагнетизма. Доменная структура ферромагнитных тел. Антиферромагнетизм. Ферримагнетизм. Магнитные спектры вещества. Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики : учеб. пособие в 3-х т. Т. 3 : Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц . - 8-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2007. - 320 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики : учеб. пособие в 3-х тт. Т. 1 : Механика. Молекулярная физика. - 8-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2007. - 432 с..

3. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 ᴦ.

4. Трофимова Т.И. Краткий курс физики : учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 7-е изд. - М. : Высшая школа, 2009. - 352 с.

5. Трофимова Т.И. Краткий курс физики с примерами решения задач : учебное пособие / Т. И. Трофимова. - 2-е изд. - М. : КНОРУС, 2011. - 280 с.

6. Савельев И. В. Курс общей физики. Уч. пособие для втузов. В 5 книгах. М. Астрель/ АСТ 2003 ᴦ.