پدیده انتقال دز نیمه هادی ها (مباحث ویژه در الکترونیک 4)

نام درس پدیده انتقال دز نیمه هادی ها (مباحث ویژه در الکترونیک 4)
کد درس 8101801
تعداد واحد 3
نوع درس
مقطع درس کارشناسی ارشد
دروس هم نیاز
دروس پیش نیاز
مطالب پیش نیاز
کتاب (کتب) مرجع
  1. M. Lundstrom, “Fundamentals of Carrier Transport,” Cambridge University Press; 2nd edition (2000).
  2. C. Jacoboni, “Theory of Electron Transport in Semiconductors,” Springer, (2010).
  3. K. Tomizawa, “Numerical Simulation Of Submicron Semiconductor Devices,” Artech House (1993).
مدرس مهدی پورفتح
اهداف درس

دانشجویانی که این درس را با موفقیت پشت سر بگذارند قادر خواهند بود

  1. نرخ پراکندگی مکانیزم های مختلف پراکندگی الکترون در ادوات یک، دو و سه بعدی را محاسبه نمایند و اثرات آن را بر مشخصات الکترونیکی افزاره مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند
  2. معادله بولتزمن را با روشهای عددی همانند روش ممان ها،  هماهنگهای کروی و مونت کارلو حل نمایند
  3. فرآیند انتقال حامل ها در ادوات نیمه هادی را شبیه سازی نمایند و نتایج را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند
  4. اثر میدان های الکتریکی ضعیف و قوی را بر مشخصات الکترونیکی ادوات نیمه هادی را مورد ارزیابی قرار دهند
  5. دید عمیق تری نسبت به فرآیند انتقال در ادوات نیمه هادی بدست آورند

 

نتایج درس
مباحث

مهدی پورفتح

در این درس مباحث ذیل به ترتیب ارائه خواهند شد:

  1. دوره فیزیک نیمه هادی: الکترون ها در شبکه، مدل نوار انرژی، جرم مؤثر، چگالی حالات در ابعاد یک، دو و سه بعد، ارتعاشات شبکه و فونون ها
  2. مکانیزم های پراکندگی حاملها: قانون طلایی فرمی، پتانسیل اختلال، پراکندگی الکترون با فونون های اکوستیک، اپتیکی و اپتیکی قطبی، پراکندگی الکترون با ناخالصی‌های یونیزه  و ناهمواری های شبکه، برهم کنش الکترون- الکترون، بررسی ومکانیزم های مهم پراکندگی حاملها در سیلیکون و گالیم آرسناید
  3. معادله بولتزمن: مفاهیم مکانیک آماری و تابع توزیع، تابع توزیع در حالت تعادل، معادله بولتزمن برای حالت غیر تعادل، انتگرال برخورد در معادله بولتزمن، حل آنالیتیک  معادله بولتزمن برای مسائل ساده، روش‌های حل عددی معادله بولتزمن برای ادوات نیمه هادی
  4. پدیده انتقال در میدان های ضعیف: پاسخ خطی، ضرایب انتقال، اثر هال، اثرات ترموالکتریک، موبیلیتی در میدان های ضعیف
  5. روش ممان های تابع توزیع:  معادلات تعادلی، ممان های تابع توزیع، معادلات هیدرودینامیک، معادلات رانش و نفوذ
  6. روش مونت کارلو: حل آماری معادلات دیفرانسیل، زمان پرواز آزاد، انتخاب مکانیزم  های پراکندگی، روش مونت کارلو تک ذره‌ای، روش مونت کارلو گروهی
  7. پدیده انتقال در میدان های قوی: الکترون های داغ و اشباع سرعت حاملها، زمان  آرامش انرژی حاملها، اثر میدان قوی در انتقال حاملها در سیلیکون و گالیم آرسناید
  8. انتقال حاملها در ادوات نیمه هادی: بررسی معادلات رانش و نفوذ و معادلات  هیدرودینامیک و پارامتر های مرتبط جهت شبیه سازی ادوات نیمه هادی، مقایسه و  بررسی محدودیت‌های هر یک از این مدل ها،کاربرد روش مونت کارلو جهت تجزیه و  تحلیل ادوات نیمه هادی
  9. مباحث پیشرفته: پدیده انتقال بالیستیک نیمه کلاسیکی، آشنایی با ادوات   مزوسکوپیک و انتقال کوانتمی، کوانتیزه شدن رسانایی، احتمال عبور، ماتریسهای پراکندگی، فرمول لانداور-بوتیکر
استفاده از کامپیوتر
تکالیف

6 تکلیف و 3 پروژه

پروژه ها
نمره دهی
سایر مراجع
تنظیم کننده مهدی پورفتح
تاریخ تنظیم 1392/11/18