Fizyka półprzewodników

i metali

dr Piotr Ziobrowski

Przydatne podręczniki

L. Sosnowski - Wstęp do Fizyki Ciała Stałego cz. I, II (skrypt)
Kittel - Wstęp do Fizyki Ciała Stałego
J.M. Ziman - Wstęp do teorii Ciała Stałego
I.M. Cydlikowski - Elektrony i dziury w półprzewodnikach.
W.A. Harrison - Teoria Ciała Stałego
K Sierański, M Kubisa, J. Szatkowski, J. Misiewicz – Półprzewodniki
i struktury półprzewodnikowe
P.Y. Yu M. Cardona - Fundamentals of Semiconductors
N.W. Ashcroft N.D. Mermin - Fizyka Ciała Stałego
H. Ibach, H. Lüth - Fizyka Ciała Stałego

Definicja Ciała Stałego
Ciało stałe, stan stały – jeden z trzech podstawowych stanów skupienia
materii, w którym substancja występuje w postaci skondensowanej,
wykazującej określoną objętość i kształt... (Słownik fizyczny)

daleki porządek - kryształy
bliski porządek - ciała bezpostaciowe (amorficzne), ciecze przechłodzone
Będziemy zajmować się kryształami. Będziemy wskazywać, jakie
właściwości przenoszą się na ciała amorficzne.

Kryształ idealny i kryształ realny: polikryształy, granice ziaren, domieszki,
defekty punktowe,dyslokacje.

Półprzewodniki - główny temat naszych rozważań.
Współcześnie badania półprzewodników dotyczą obiektów
syntetycznych, o najwyższej czystości (1 obcy atom na 109 atomów)
otrzymywanych przy zachowaniu kontroli z dokładnością do
pojedynczych warstw atomowych.

Półprzewodniki w naturze: ZnS - blenda cynkowa, wurtzyt, PbS - galena,
CuO -kupryt, HgTe- kryształki w głębinach morskich.

Monokryształy półprzewodnikowe: krzem (bezdyslokacyjny) - metoda
Czochralskiego,
GaAs, GaN -wysokie ciśnienia
Struktury półprzewodnikowe osadzane na podłożu (np. GaAs)
- technologia MBE i MOVPE (MOCVD)

Ważne daty:

1833 - M. Faraday - zaobserwowanie zmniejszania się oporu siarczku srebra
podczas ogrzewania.
1875 - W. Simens - komórka fotoelektryczna - pierwszy przyrząd półprzewodnikowy
1883 - C.E. Frits - prostownik selenowy
1906 - detektor krystaliczny - złącze metal-półprzewodnik(PbS)
1913 - W.L. Bragg - określenie struktury kryształów KCl, NaCl, KBr i KJ.
1914 - Dioda Schotky’ego
1918 - J. Czochralski - metoda wzrostu monokryształów
1947 – L. Sosnowski – teoria złącza p-n
1948 - J. Bardeen, W.H. Brattain i W.B. Shockley - tranzystor (Nobel 1956)
1955 - J. Luttinger W. Kohn - formalizm masy efektywnej
1959 – J.S. Kilby – układ scalony (Nobel 2000)
1963 – Z. I. Alferov, H. Kroemer – złącze pn ze studnią kwantową (Nobel 2000)
1969 - L. Esaki R.Tsu - supersieci
1980 - K. von Klitzing - Kwantowy Efekt Halla (Nobel 1985)
1982 - D.C. Tsui, H.L. Störmer, R.B. Laughlin - Ułamkowy Kwantowy Efekt Halla
(Nobel 1998)