Kursplan för läsåret 2008/2009
(Genererad 2008-07-17.)
FYSIKEN FÖR LÅG-DIMENSIONELLA STRUKTURER OCH KVANTKOMPONENTERFFF042
The Physics of Low-dimensional Structures and Quantum Devices

Antal högskolepoäng: 7,5. Betygskala: TH. Nivå: A (Avancerad nivå). Undervisningsspråk: Kursen kan komma att ges på engelska. Obligatorisk för: MNAV4, N4nf. Valfri för: E4, F4, F4nfe, MSOC2, N4, N4nel. Kursansvarig: Professor Lars Samuelson, lars.samuelson@ftf.lth.se och Universitetslektor Dan Hessman, dan.hessman@ftf.lth.se, Fysik, kurslaboratoriet. Förutsatta förkunskaper: FAF245 Kvantteori eller FAF270 Atom- och kärnfysik. Fysik, ellära och matematik motsvarande obligatoriet på respektive program. Prestationsbedömning: Skriftligt prov. Betygsatt laborations- och projektarbete. För betyg fordras godkänd laborationskurs och projektarbete. Betyget sättes baserat på en sammanvägning av laborationskurs (25%), projektarbete (25%) och sluttentamen (50%). Obligatoriska moment: laborationer samt projektarbete. Hemsida: http://www-gu.ftf.lth.se.

Syfte
Kursen behandlar artificiella material med strukturer på nanometerskalan där elektronernas rörelse är begränsad till två, en eller noll dimensioner. Tyngdpunkten ligger på heterostrukturer av halvledare men även andra lågdimensionella system diskuteras. Koncept och grundläggande teori introduceras med utgångspunkt från kvantmekaniken och fördjupas genom applicering på heterostrukturer. Efter det att kursens föreläsningsdel är klar utför studenten ett projektarbete på forskningsavdelningen under ca 1,5 vecka. Forskningsprojektet redovisas skriftligt och muntligt.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

- kunna beskriva och förklara fysikaliska fenomen i lågdimensionella heterostrukturer av halvledare.
- kunna beräkna och förklara grundläggande elektronstruktur för realistiska heterostrukturer med hjälp av kvantmekaniska modeller.
- kunna beräkna optiska och transportfysikaliska storheter för 0-, 1- och 2-dimensionella system.
- kunna beskriva tillämpningar av lågdimensionella strukturer inom bl a fotonik och elektronik.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

- kunna analysera avancerade experiment och jämföra resultaten med realistiska beräkningar.
- kunna planera, genomföra och utvärdera ett avancerat forskningsprojekt.
- kunna skriva välstrukturerade rapporter som sammanfattar, förklarar och analyserar experimentellt och/eller teoretiskt arbete.
- kunna presentera egna resultat i ett muntligt föredrag.
- kunna självständigt söka information utöver kurslitteraturen.
- kunna välja approximationer och modeller utifrån erfarenhet och kunskap i fysik i vid mening.

Innehåll
Koncept om heterostrukturer och resulterande låg-dimensionella system, såsom kvantbrunnar, nanotrådar och kvantprickar. Kvantfysik applicerat på sådana system. Optiska egenskaper hos lågdimensionella system (övergångsregler, polarisation mm). Transportfysikaliska egenskaper hos 2D och 1D system. Kvantiserad konduktans med Landauer-formalism. Spridningsfenomen i 1D. Komponenter baserade på kvantfenomen och Coulomb-blockad.

Litteratur
Davies, J H: The Physics of Low-dimensional Semiconductors: An Introduction. Cambridge University Press 1997. ISBN: 052148491X.
Utdelat material.