Grunnlag for kvantemekanikk og faststoffelektronikk

Emnet gir en innføring i sentrale tema innen faststoffysikk som er nødvendig for å beskrive moderne faststoffelektronikk fra et materialperspektiv. Følgende tema behandles: introduksjon til kvantemekanikken, kjemiske bindinger i faste stoffer, introduksjon til krystallstruktur i faste stoffer, båndstruktur i krystallinske materialer, fononer og termiske egenskaper til krystallinske materialer.

Kunnskaper:

Kandidaten har kunnskap om:

• klassiske bølger og bølgeligningen.
• grunnleggende begreper og konsept innen kvantemekanikken.
• mekanismene som ligger bak kjemiske bindinger i faste stoffer.
• de viktigste krystallstrukturer og enkel krystallografi.
• hva et resiprokt gitter er og hvordan det brukes.
• viktige forklaringsmodeller for energi-båndstruktur i faste stoffer.
• begrepene båndgap, Ferminivå, Fermi-Dirac fordeling og tilstandstetthet.
• hva fononer er og hvordan disse er knyttet opp mot termiske egenskaper til faste stoffer.

Ferdigheter:

Kandidaten kan:

• beskrive harmoniske bølger matematisk.
• anvende kvantemekanisk formalisme på enkle endimensjonale problem.
• bruke det resiproke gitter som et verktøy i analysen av krystallinske materialer.

Generell kompetanse:

Studenten kan:

• løse prosjektoppgaver gjennom samarbeid i gruppe.
• tilegne seg ny kunnskap ved å innhente informasjon fra tilgjengelige kilder på internett.
• danne seg forståelse av abstrakte konsepter hvor praktisk erfaringsgrunnlag mangler.

Emnet er i stor grad basert på prosjektbasert læring og kombinerer forelesning i auditorium, videoforelesning og prosjektarbeid i grupper. Prosjektarbeidet foregår i kooperative læringsareal under tett oppfølging av faglærer og undervisningsassistenter.

Prosjektarbeidene er obligatorisk (oppmøte 80%) og alle prosjektrapporter må være godkjent før eksamen. Det vil bli gitt 6 til 7 prosjektoppgaver.