Конструктивные статические неоднородности как основа интегральных технологий. Физические ограничения достижимых технических характеристик современных интегральных технологий.
Динамические неоднородности в континуальных средах, как основа функциональной электроники. Физическая природа динамических неоднородностей. Способы генерации и детектирования. Физические законы и эффекты в структуре твердого тела, используемые для параллельной обработки информационных массивов в устройствах функциональной электроники. Особенности и преимущества функциональной электроники по отношению к традиционной микроэлектронике. Краткая характеристика эффектов в твердом теле и полупроводниках, перспективных для разработки устройств функциональной электроники.
Наноэлектроника. Основные понятия. Принципы передачи, обработки и хранения информации в устройствах наноэлектроники. Молекулярные сборки. Молекулярная электроника.
3.2. Основы теории теплоемкости твердого тела
Механизмы переноса тепла в твердом теле упругими колебаниями решетки и свободными электронами. Электронная и решеточная теплопроводности металлов, полупроводников и диэлектриков. Взаимосвязь электронной теплопроводности и электропроводности. Закон Видемана – Франца, для вырожденного электронного газа (металлов0 и полупроводников.
Теплопроводность кристаллической решетки. Упругие волны в решетке. Волновое число, фазовая и групповая скорости распространения колебаний. Закон Гука. Коэффициент ангармоничности. Рассеяние упругих волн. Длина свободного пробега волны. Закон Дебая. Теплоемкость кристалла. Температура Дебая. Формула молекулярной теплоемкости Эйнштейна. Дискретизация энергетического спектра колебаний кристаллической решетки в теории Дебая. Фононы. Корпускулярные и волновые свойства фононов. Электрон – фононное, фонон – фононные взаимодействия.
Тепловые колебания в кристалле. Характеристика волны. Уравнение движения колеблющегося атома. Общее решение. Дисперсия частоты, фазовой и групповой скоростей. Оптическая и акустическая ветви колебаний в двухатомной цепочке.
3.3. Взаимодействие излучений с полупроводниками
Основные характеристики квантовых и корпускулярных излучений. Электромагнитные излучения оптического, рентгеновского и гамма – диапазонов. Типовые примеры применения квантовых излучений с различными спектрально-энергетическими характеристиками в устройствах и системах обработки информации. Полупроводниковые детекторы квантовых излучений.
Механизмы взаимодействия квантовых излучений с полупроводниками. Отражение, рассеяние, поглощение и пропускание света. Зеркальное, диффузное и диффузно-направленное отражение. Селективное и неселективное поглощение. Собственное (фундаментальное) поглощение в полупроводниках с прямыми и непрямыми зонами. Спектральные зависимости коэффициентов поглощения в прямозонных и непрямозонных полупроводниках. Примесное поглощение на глубоких уровнях. Поглощение свободными носителями заряда при внутризонных переходах. Экситонное и решеточное поглощение в полупроводниках.
Взаимодействие излучений рентгеновского и гамма диапазонов с полупроводниками. Фотоэлектрическое поглощение. Внутренний и внешний фотоэффект. Эффект Комптона. Когерентное рассеяние. Сечение взаимодействия фотонов. Коэффициенты взаимодействия фотонного излучения с веществом. Линейный и массовый коэффициенты поглощения излучения. Спектрально-энергетические зависимости коэффициентов поглощения.
Взаимодействие корпускулярных излучений с полупроводниками. Характеристики взаимодействия электронного, протонного и нейтронного излучений с твердым телом и полупроводниками. Радиационные и ионизационные, эффекты взаимодействия корпускулярных излучений с веществом. Упругое и неупругое взаимодействия нейтральных и заряженных частиц с атомной структурой твердого тела. Радиационные дефекты. Закономерности образования и отжига.
3.4. Акустоэлектронные эффекты и явления в континуальных средах
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.