Kvantstrukturer: fotonik och transport, 6 hp (TFYA91)

Quantum Structures: Photonics and Transport, 6 credits

Huvudområde

Teknisk fysik Fysik

Nivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Vanya Darakchieva

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram 3 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram (Experimentell fysik) 3 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram (Teoretisk fysik) 3 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6MMSN Materials Science and Nanotechnology, masterprogram 3 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Teknisk fysik - teori, modellering och datorberäkningar) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Teknisk fysik - teori, modellering och datorberäkningar) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Teknisk fysik - teori, modellering och datorberäkningar) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Teknisk fysik - teori, modellering och datorberäkningar) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Teknisk fysik - teori, modellering och datorberäkningar) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teknisk fysik - material- och nanofysik) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teknisk fysik - teori, modellering och datorberäkningar) 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 9 (HT 2020) 1 1 Engelska Linköping v
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig

Huvudområde

Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Masterprogram i fysik och nanovetenskap
  • Masterprogram i Materials Science and Nanotechnology
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik

Särskild information

Kursen är inställd 2020.

Kursen ersätts delvis med TFYM03 fr.o.m. 2021. 

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Materiefysik (del 1), Kvantmekanik

Lärandemål

Kursens syfte är att ge en djupare förståelse av halvledaregenskaper som kristallstruktur, bandstruktur, dopning, absorption, transport och hur dessa påverkas av den reducerade dimensionen hos kvantstrukturer. Studenterna förväntas uppnå en god förståelse för dessa egenskaper, principerna för kvantkomponenter samt vara väl förberedda för vidare studier inom området.

Efter kursen ska den studerande kunna:

  • beskriva och förklara effekterna av reducerad dimensionalitet på optiska, elektroniska och transportrelaterade egenskaper i kvantstrukturer

  • beskriva de grundläggande principerna för kvantkomponenter

  • välja och använda lämpliga metoder för att beräkna (analytiskt och/eller datorbaserat) relevanta parametrar såsom laddningsbärarkoncentration, Fermi-nivå, dopning etc., i kvantstrukturer

  • använda optisk karakteriseringsteknik vid kryo-temperaturer, utföra analys av erhållna mätdata samt skriva en laborationsrapport på engelska

Kursinnehåll

​Kursen syftar till att förmedla en grundläggande förståelse för fundamentala egenskaper och karakteristika hos kvantstrukturer, samt hur dessa egenskaper kan utnyttjas för tillämpningar inom fotonik, elektronik samt framtida kvanttekniker. I kursen ges också en beskrivning av de viktigaste metoderna för att framställa, karaktärisera och modellera epitaxiella kvantstrukturer. Kursen syftar till att ge en förståelse för effekten av att reducera dimensionaliteten hos halvledarstrukturer; från 3-dimensionell bulk, via 2- och 1-dimensionella kvantbrunnar och kvanttrådar, till 0-dimensionella kvantprickar.

• Metoder för tillverkning av epitaxiella kvantstrukturer och heterostrukturer

• Defekter i halvledare, effektiv mass-modellen

• Modeller för energiband och kvantiserade nivåer i defekter, kvantbrunnar, kvanttrådar och kvantprickar

• Inre spänningar och elektriska fält i heterostrukturer

• Fördelningsfunktioner för elektroner och hål, tillståndstäthet, dopning

• Transportegenskaper och spridningsprocesser i lågdimensionella system, inklusive resonant tunneling och kvantiserad konduktans och den kvantiserade Hall-effekten

• Optiska egenskaper, absorption, lågdimensionella excitoner

• Rekombinationsprocesser, Purcell-effekten och kvantelektrodynamik

• Koncept för kontroll och mätning av enstaka elektroner och fotoner

• Tillämpningar och potentiella tillämpningar av kvantstrukturer

 

Laborationer:
• Polarisationsupplösta, lågtemperatur-, och högfrekventa mätningar av optiska processer i lågdimensionella kvantstrukturer genom optisk Hall-effekt spektroskopi
• Analys av mätdata med hjälp av numeriska metoder

Undervisnings- och arbetsformer

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektioner och laborationer. Lektionerna avser huvudsakligen problemlösning, men även i viss utsträckning demonstrationer av forskningsfaciliteter.
Laborationerna behandlar moderna metoder för karakterisering och modellering av kvantstrukturer.

Examination

TEN1En skriftlig tentamenU, 3, 4, 54 hp
LAB1LaborationskursU, G2 hp

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Om undervisnings- och examinationsspråk

Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt". Examinationsspråk relaterar till undervisningsspråk enligt nedan:

  • Om undervisningsspråk är Svenska ges kursen i sin helhet eller till stora delar på svenska. Observera att även om undervisningsspråk är svenska kan delar av kursen ges på engelska. Examinationsspråk är svenska. 
  • Om undervisningsspråk är Svenska/Engelska kan kursen i sin helhet ges på engelska vid behov. Examinationsspråk är svenska eller engelska. 
  • Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. Examinationsspråk är engelska. 

Övrigt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för fysik, kemi och biologi

Studierektor eller motsvarande

Magnus Boman

Examinator

Vanya Darakchieva

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 54 h
Rekommenderad självstudietid: 106 h

Kurslitteratur

Böcker
Davies, John H, Davies, John H, (2009) The physics of low-dimensional semiconductors : an introduction
ISBN: 9780521481489,9780521484916
Artiklar
H. L. Stormer, The quantized Hall effect Science 220/1983/1241
Övrigt
Utdelat material, forskningsartiklar

Böcker

Davies, John H, Davies, John H, (2009) The physics of low-dimensional semiconductors : an introduction

ISBN: 9780521481489,9780521484916

Artiklar

H. L. Stormer, The quantized Hall effect Science 220/1983/1241

Övrigt

Utdelat material, forskningsartiklar
TEN1 En skriftlig tentamen U, 3, 4, 5 4 hp
LAB1 Laborationskurs U, G 2 hp

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Det finns inga filer att visa.

Sidansvarig: Studieinformation, bilda@uf.liu.se