Projektowanie materiałów i struktur

Projektowanie materiałów i struktur
Dr inż. Robert Kudrawiec, p. 37/1, A-1
Konsultacje: poniedziałek 13-15 oraz czwartek 13-15
Warunki zaliczenia:
 Zaliczenie wykładu na podstawie testu
 Zaliczenie laboratorium na podstawie trzech elementów: listy zadań
(10%), program zaliczeniowy (50%), sprawozdanie z programu
zaliczeniowego (40%)
Ocena z laboratorium może być przepisana na wykład
Cel wykładu
Celem wykładu jest omówienie zagadnień/problemów pojawiających się
przy projektowaniu materiałów i struktur półprzewodnikowych.
Czy taki wykład ma sens?
Czy laboratorium do wykładu jest uzasadnione i ma sens?
…
Wykład jest potrzebny aby omówić zagadnienia pojawiające się na
laboratorium oraz zebrać wybrane informacje z różnych zakresów w jednym
miejscu.
Podstawy teoretyczne: mechanika kwantowa, fizyka półprzewodników
Narzędzia: metody numeryczne, programowanie w ‘dowolnym’ języku
Główną treścią wykładu jest przekazanie umiejętności zaimplementowania mechaniki
kwantowej w materiałach półprzewodnikowych charakteryzujących się swoimi
parametrami wyrażonymi w liczbach.
Dlaczego liczby są takie ważne?
Aspekt akademicki:
Fizyka w dużej swojej części jest nauką porównującą liczby.
Przykład: Kwantowanie energii elektronu pojawia się kiedy rozmiary
ograniczające ruch elektronu są rzędu kilku nanometrów.
Aspekt praktyczny:
Dla światła zielonego o długości fali 500nm zmiana długości fali o 20%
powoduje zmianę barwy na czerwoną (600nm) lub niebieską (400nm).
Różnica pomiędzy kolorem zielonym czerwonym i niebieskim w życiu
codziennym jest bardzo istotna.
Jeszcze raz o zaliczeniu
Co jest ważne wiedza czy umiejętności?
Odpowiedz: przyjmijmy proporcje 20/80
Jak sprawdzić umiejętności z tego zakresu?
Zaprojektować jakiś przyrząd półprzewodnikowy lub jego fragment.
Jak zweryfikować wiedzę z tego zakresu?
Jeżeli umiejętności zostały sprawdzone na laboratorium to wiedza też
została zweryfikowana. Aby napisać autorski program i sprawozdanie trzeba
dysponować odpowiednią wiedzą.
Co to znaczy autorski?
 Nieodtwórczy
 Wykonany/napisany samemu od początku do końca
 Jest to rozwiązanie nie opisane w literaturze
 Zawiera elementy nowatorskie w stosunku do znanej konstrukcji
Program zaliczeniowy oraz sprawozdanie z tego programu jest zadaniem
indywidualnym
Oceniane będą: skala trudności, pomysłowość, praktyczne zastosowanie rozwiązania,
przejrzystość i łatwość obsługi programu, możliwość wykonania danej konstrukcji i
jej koszt, rzetelny opis rozwiązania w sprawozdaniu…
Program zaliczeniowy i sprawozdanie
Zagadnienie do rozwiązania w programie zaliczeniowym:
Zaprojektowanie studni kwantowej dla emitera światła o zadanej długości fali
Przykładowe długości fali oraz ich zastosowanie:
- Niebieski laser do zapisu danych w DVD
- Zielony laser wykorzystywany do pointerach
- Czerwony laser wykorzystywany w komputerowych myszach optycznych
- Laser emitujący światło o długości fali 1.3 m do transmisji danych w II oknie
światłowodowym
- Laser emitujący światło o długości fali 1.55 m do transmisji danych w III
oknie światłowodowym
- Lasery emitujące światło w zakresie 3.0-3.5 m wykorzystywane do detekcji
metanu i podobnych gazów
- Diody elektroluminescencyjne o różnych barwach od czerwonej do niebieskiej