Кинетические явления в наноразмерных системах

Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины - формирование знаний о фундаментальных физических основах наноэлектроники, закономерностях и механизмах переноса носителей заряда и отдельных атомов в системах пониженной размерности, об электрических, тепловых, оптических, магнитных, механических свойствах низкоразмерных систем.

Краткое содержание дисциплины

Физическая кинетика является основой для описания физической химии нанодисперсных систем, механизмов формирования наночастиц, кооперативных явлений при атомном и электронном транспорте в наносистемах и включает в себя следующие основные разделы: 1) Теория простых кинетических процессов, в которых участвуют отдельные атомные частицы, взаимодействующие с однородным окружением (диффузия в среде и на поверхности твердого тела, адсорбция и десорбция атомных частиц). Статистической модели броуновских частиц с использованием уравнения Ланжевена или уравнения Фоккера−Планка. Экспоненциальная зависимость скорости простых атомарных процессов от температуры - закон Аррениуса. 2) Теория образования и роста наночастиц (фазовых превращений) на поверхности твердого тела, Модель зародышеобразования (Фольмера–Вебера–Зельдовича) и модель спинодального распада. 3) Кинетические явления в объемных полупроводниках (электропроводность собственных полупроводников, проводимость барьера Шоттки и n-p-перехода., эффект Холла). 4)Теория влияния размерного фактора на термодинамические и электронные свойства низкоразмерных структур (изменение температуры плавления, поверхностной энергии, колебательных и электронных спектров. 5) Особенности переноса носителей заряда через низкоразмерные структуры: баллистический транспорт и интерференционные эффекты, квантование проводимости низкоразмерных проводников, квантовый эффект Холла (интегральный и дробный), одноэлектронное и резонансное туннелирование, спин зависимый транспорт носителей заряда.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-3 Способен аргументировано выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения