8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss

Relevanta dokument
Upplägg och planering för NanoIntro 12; Lars Samuelson

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse

Välkomna till kursen i elektroniska material!

Elektronik 2018 EITA35

Föreläsning 2 - Halvledare

Föreläsning 2 - Halvledare

Elektronik 2015 ESS010

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel:

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 7 Kvantfysik, Atom-, Molekyl- och Fasta Tillståndets Fysik

Fysik TFYA86. Föreläsning 11/11

Andra föreläsningen kapitel 7. Patrik Lundström

Atomer, ledare och halvledare. Kapitel 40-41

Kvantbrunnar Kvantiserade energier och tillstånd

FK Kvantfysikens principer, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning, onsdag 16 december 2015, kl 17:00-22:00

FK Kvantfysikens principer, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning, onsdag 21 december 2016, kl 17:00-22:00

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Kvantmekanik - Gillis Carlsson

7. Atomfysik väteatomen

Halogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa)

Kvantbrunnar -Kvantiserade energier och tillstånd

12 Elektromagnetisk strålning

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Kvantmekanik. Kvantmekaniken: De naturlagar som styr förlopp i den mikroskopiska världen (och i den makroskopiska!) Kvantmekanik.

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar

Fysik TFYA68. Föreläsning 11/14

Parbildning. Om fotonens energi är mer än dubbelt så stor som elektronens vileoenergi (m e. c 2 ):

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Vad är elektricitet?

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2)

s 1 och s 2 är icke kvantmekaniska partiklar? e. (1p) Vad blir sannolikheterna i uppgifterna b, c och d om vinkeln = /2?

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel:

Fasta tillståndets fysik FFFF05

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

Physics to Go! Part 1. 2:a på Android

Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans Ohms lag:

Allmänt Materialfysik Ht Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur. l A Allmänt. 8.1.

Materialfysik Ht Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur

KEMA00. Magnus Ullner. Föreläsningsanteckningar och säkerhetskompendium kan laddas ner från

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen.

Ett materials förmåga att leda elektrisk ström beror på två förutsättningar:

Kommer sig osäkerheten av att vår beskrivning av naturen är ofullständig, eller av att den fysiska verkligheten är genuint obestämd?

Preliminärt lösningsförslag till Tentamen i Modern Fysik,

Vad är elektricitet?

Föreläsning 3 Heisenbergs osäkerhetsprincip

FAFA Föreläsning 7, läsvecka 3 13 november 2017

Introduktion till halvledarteknik

Fysik TFYA86. Föreläsning 10/11

4-1 Hur lyder Schrödingerekvationen för en partikel som rör sig i det tredimensionella

Molekylmekanik. Matti Hotokka

Instuderingsfrågor, Griffiths kapitel 4 7

elektrostatik: laddningar I vila eller liten rörelse utan acceleration

ELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan?

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf

Lecture 6 Atomer och Material

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

I princip gäller det att mäta ström-spänningssambandet, vilket tillsammans med kännedom om provets geometriska dimensioner ger sambandet.

Fysiska institutionen april 1983 Hans Linusson, Carl-Axel Sjöblom, Örjan Skeppstedt januari 1993 FY 2400 april 1998 Distanskurs LEKTION 25.

Lösningar Heureka 2 Kapitel 14 Atomen

c = λ ν Vågrörelse Kap. 1. Kvantmekanik och den mikroskopiska världen Kvantmekanik 1.1 Elektromagnetisk strålning

Utveckling mot vågbeskrivning av elektroner. En orientering

Fysikaliska krumsprång i spexet eller Kemister och matematik!

1. (a) (1 poäng) Rita i figuren en translationsvektor T som överför mönstret på sig själv.

Vågfysik. Ljus: våg- och partikelbeteende

Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA

Halvledare. Periodiska systemet (åtminstone den del som är viktig för en halvledarfysiker)

Kurs PM, Modern Fysik, SH1011

Introduktion till kursen. Fysik 3. Dag Hanstorp

Materialfysik vt Materiens optiska egenskaper. [Callister, etc.]

Kemiska bindningar. Matti Hotokka

Tentamen, Kvantfysikens principer FK2003, 7,5 hp

Kapitel 7. Atomstruktur och periodicitet. Kvantmekanik Aufbau Periodiska systemet

Miljöfysik vt2009. Mikael Syväjärvi, IFM

Vad är KiselGermanium?

Välkomna till Kvantfysikens principer!

Kapitel 7. Atomstruktur och periodicitet

Atomer och molekyler, Kap 4. Molekyler. Kapitel 4. Molekyler

Kapitel 4. Materievågor

Fysikaliska modeller

Föreläsning 2. Att uppbygga en bild av atomen. Rutherfords experiment. Linjespektra och Bohrs modell. Vågpartikel-dualism. Korrespondensprincipen

BANDGAP Inledning

1-1 Hur lyder den tidsberoende Schrödingerekvationen för en partikel som rör sig längs x-axeln? Definiera ingående storheter!

1.5 Våg partikeldualism

Nanoteknologi. Om hur nanokonceptet växer i Lund. Nanoteknologi 292

Introduktion till kursen. Fysik 3. Dag Hanstorp

Number 14, 15, 16, and 17 also in English. Sammanställning av tentamensuppgifter Kvant EEIGM (MTF057).

Försättsblad Tentamen (Används även till tentamenslådan.) Måste alltid lämnas in. OBS! Eventuella lösblad måste alltid fästas ihop med tentamen.

Milstolpar i tidig kvantmekanik

Tentamen i Modern fysik, TFYA11, TENA

Introduktion till kemisk bindning. Niklas Dahrén

10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism

BFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/ Bastermin

10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Materialfysik vt Materiens optiska egenskaper. Det elektromagnetiska spektret

Lösningsförslag till deltentamen i IM2601 Fasta tillståndets fysik. Teoridel

F3: Schrödingers ekvationer

Dugga i FUF040 Kvantfysik för F3/Kf3

Information om kursen

If you think you understand quantum theory, you don t understand quantum theory. Quantum mechanics makes absolutely no sense.

Transkript:

Upplägg och planering för NanoIntro 15; Lars Samuelson (lars.samuelson@ftf.lth.se): Måndag 31/8: Presentationer av deltagarna 8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss Torsdag 3/9: Viktiga grunder: energistruktur, atomer-molekyler-kristaller 10-12 Sal F Metaller-halvledare-isolatorer. Bandgap hos halvledare (& isolatorer) Måndag 7/9: Nanofysik: kvantfysik & unika fenomen på nanoskalan 8-10 Sal F Partikel-våg dualitet, konstgjorda atomer, tunnlingsfenomen Torsdag 10/9: Materialvetenskap/teknik syntes på nanoskalan, funktionella material 10-12 Sal F Epitaxi, nanomaterial, sveptunnel- och atomkraftmikroskop mm mm Måndag 28/9: Nanoelektronik och -optik, Nano-energi 8-10 Sal F Transistorer, lysdioder, solceller mm Onsdag 2/10: 10-12 Sal H421 Övning & Frågestund Efter en mjuk introduktion or repetition av grundläggande begrepp, bekanta från gymnasiet (för de flesta), diskuterade vi kring tavlan hur en partikel kan bindas i en potential, t.ex. en grop/brunn eller i en attraktiv Coulomb-potential. Vi diskuterade bl.a. hur energin för en partikel (t.ex. en boll eller ett äpple) kan skrivas som summan av dess rörelseenergi och dess potentiella energi. För äpplet diskuterade vi kring: Etot = Ekin + Epot = (mv )/2 + mgh där m=massan, v=hastigheten, g=tyngaccelerationen (9.81m/s 2) och h=höjden 2 Vi gick sedan vidare och talade kring hur en laddad partikel, t.ex. en negativt laddad elektron (q), attraheras till en positivt laddad partikel, som en proton (Q), via en attraktiv potential: Epot = q Q /4πε r 0-12 där ε 8.8541 x 10 (F/m) är dielektricitetskonstanten 0 och r=avståndet mellan elektronen och protonen.

en riktig atom och en arti Väteatom Väteatomen 13,6 ev elektronens ljus tillåtna energinivåer proton proton Jämförelse mellan en riktig atom och en artifi Väteatom Väteatomen K 13,6 ev elektronens ljus tillåtna energinivåer proton proton

Väteatomen De 6 första atomerna, med 1-6 protoner & elektroner

Från en väteatom till en H -molekyl 2 Antibindande molekylorbital Bindande molekylorbital Från en atom till en molekyl till en nanokristall

Vissa kristaller är isolatorer (diamant), andra halvledare (kisel), medan andra är metaller (aluminium) Halvledares kristallstrukturer Diamantstruktur (för C, Si och Ge) Zinkblende- struktur (för t.ex. GaAs)

Dopning av halvledare > n-typ och p-typ Undoped N- doped P- doped III IV V

Upplägg och planering för NanoIntro 15; Lars Samuelson (lars.samuelson@ftf.lth.se): Måndag 31/8: Presentationer av deltagarna 8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss Torsdag 3/9: Viktiga grunder: energistruktur, atomer-molekyler-kristaller 10-12 Sal F Metaller-halvledare-isolatorer. Bandgap hos halvledare (& isolatorer) Måndag 7/9: Nanofysik: kvantfysik & unika fenomen på nanoskalan 8-10 Sal F Partikel-våg dualitet, konstgjorda atomer, tunnlingsfenomen Torsdag 10/9: Materialvetenskap/teknik syntes på nanoskalan, funktionella material 10-12 Sal F Epitaxi, nanomaterial, sveptunnel- och atomkraftmikroskop mm mm Måndag 28/9: Nanoelektronik och -optik, Nano-energi 8-10 Sal F Transistorer, lysdioder, solceller mm Onsdag 2/10: 10-12 Sal H421 Övning & Frågestund Grunder från klassisk fysik och dess kvantfysikaliska motsvarigheter Partikel - våg - dualitet: elektroner kan ses antingen som en partikel eller som en våg Vågfunktioner: elektronen beskrives med en matematisk funktion vars betydelse vi skall försöka förstå (intuitivt) Vi skall se hur matematiska operatorer, som deriveringar med avseende på x, y, z resp. m.a.p. t (tiden) ger viktig information, och skall försöka få en känsla för Schrödinger-ekvationen. Heisenbergs obestämdhetsrelation: säger att vi inte samtidigt med godtycklig noggrannhet kan bestämma elektronens position, x och dess impuls, p. På samma sätt gäller att vi inte kan bestämma med hög noggrannhet elektronens energi, E och tiden, t.

Några grunder för kvantfysiken:

Grunder från klassisk fysik och dess kvantfysikaliska motsvarigheter Heisenbergs obestämdhetsrelation: säger att vi inte samtidigt med godtycklig noggrannhet kan bestämma elektronens position, x och dess impuls, p. På samma sätt gäller att vi inte kan bestämma med hög noggrannhet elektronens energi, E och tiden, t. x p ~ h E t ~ h Den första relationen säger att om vi bestämmer läget för en elektron extremt noggrannt så kan vi inte få veta dess impuls, eller rörelsemängd, godtyckligt noggrannt. Den andra relationen säger att ett mycket kortlivat tillstånd får en dåligt definierad energi, vilket bl.a. får till följd att ljus som emitteras från ett mycket kortlivat atomärt tillstånd blir breddat eller suddigt, vilket kallas för den naturliga linjebredden. Werner Heisenberg postulated that the Uncertainty Principle would require that