Antal högskolepoäng: 7,5. Betygsskala: TH. Nivå: G2 (Grundnivå, fördjupad). Huvudområde: Teknik. Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska. Överlappar följande kurs/kurser: FFF100 och FFFF01. Obligatorisk för: F3. Kursansvarig: Carina Fasth, carina.fasth@ftf.lth.se, Fysik, kurslaboratoriet. Förutsatta förkunskaper: FAFF10 Atom- och kärnfysik med tillämpningar. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen och godkända laborationer. Poängsatta delmoment: 2. Hemsida: http://www-gu.ftf.lth.se.

Syfte
Kursen utnyttjar begrepp från kurser i elektromagnetisk fältteori, kvantmekanik och atomfysik. Med utgångspunkt i tidigare kurser diskuteras hur fasta materials elektronstruktur uppstår. Tonvikt läggs på bandstrukturen och de elektriska egenskaperna hos halvledare, vilket leder fram till pn-övergången. Transistorn behandlas kortfattat. Kursen diskuterar också optiska och magnetiska egenskaper hos fasta material. Begreppen i kursen är viktiga bland annat inom de snabbt växande områdena nanovetenskap och nanoteknik vilket illustreras under kursens gång.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna beskriva de inom kursen använda modellerna samt deras förutsättningar, möjliga användningsområden och begränsningar.

• kunna förklara hur skillnader i elektriska egenskaper uppkommer.

• kunna diskutera möjligheter och begränsningar hos halvledarmaterial.

• kunna beskriva pn-övergången och några elektroniska komponenter baserade på halvledare.

• kunna beskriva några optiska och magnetiska egenskaper hos fasta material och diskutera dessa egenskaper utifrån de modeller som ingår i kursen.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna välja relevanta modeller med inslag av kvantmekanik för att beskriva fasta materials elektronstruktur.

• kunna genomföra och utvärdera experiment samt skriva laborationsrapport.

• kunna presentera och förklara fysikaliska frågeställningar och experimentella resultat skriftligt och muntligt.

Innehåll
Kristallina material. Elektronens partikel- och vågegenskaper, bindning i kristaller. Elektronstruktur: fri-elektronmodellen och bandstruktur. Elektriska egenskaper hos metaller, halvledare och isolatorer. Optoelektroniska och elektroniska komponenter: pn-övergången, lysdioder och introduktion till bipolär- och fälteffekt-transistorer. Översikt över fasta materials optiska och magnetiska egenskaper.

Litteratur
Meddelas senare

Kod: 0110. Benämning: Fasta tillståndets fysik.
Antal Högskolepoäng: 6,5. Betygsskala: TH. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen.

Kod: 0210. Benämning: Laborationer.
Antal Högskolepoäng: 1. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Skriftlig alternativt muntlig presentation av laborationens innehåll och resultat. Delmomentet omfattar: Laborationer.