Behörighetskrav

120 hp inom teknik/naturvetenskap, inkl. Fasta tillståndets fysik I. Mikro- och nanoteknik I samt genomgången kurs i Mikro- och nanoteknik II.

Mål

Efter godkänd kurs skall studenterna kunna:

• förklara och diskutera hur ljus absorberas i en halvledare och de fundamentala excitationer som förekommer,
• redogöra för bandstrukturen i halvledarmaterial, excitoner, plasmoner och fononer, samt deras påverkan på optiska spektra och transportprocesser,
• göra analyser av elektroniska och optiska egenskaper av halvledare samt förstå samband mellan kemisk sammansättning, dimensionalitet, elektronstruktur och optiska egenskaper,
• beräkna energinivåer i låg-dimensionella material, samt energier av excitonövergångar i olika material,
• redogöra för hur dispersionsrelationer påverkar optiska egenskaper, fononer och plasmoner, samt förklara deras frekvens- och storleksberoende egenskaper,
• redogöra för hur optiska egenskaper finner tillämpningar i optiska och elektroniska anordningar såsom sensorer, ljuskällor, solceller och fotokatalysatorer.

Innehåll

Fundamentala fysikaliska elektroniska och optiska egenskaper och processer i halvledarmaterial: Bandstruktur, excitoner, samt påverkan av temperatur, struktur, kemisk sammansättning (defekter och dopning), yttre krafter och externa fält. Absorption i halvledare. Optiska övergångar och rekombinationsprocesser. Inelastisk ljusspridning. Optiska egenskaper för fononer och plasmoner. Egenskaper hos fria laddningsbärare och excitoner i låg-dimensionella system. 1D, 2D och 3D kvantbegränsningar (quantum confinements). Elektroniska effekter och laddningstransport.

Undervisning

Föreläsningar och självständigt arbete utformat som ’case’ studie.

Examination

Skriftlig tentamen (4 hp) samt skriftlig presentation av självständigt arbete (’case’) 1 hp.