РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ»

Томск – 2005 I. Oрганизационно-методический раздел

1. Цель курса

Ознакомить магистрантов с атомной структурой поверхности ограниченных полупро-водников и особенностям протекания физических процессов обусловленных наличием границ. Спецкурс базируется на следующих дисциплинах: квантовая механика, физика твердого тела, физика полупроводников, теория групп, физическая химия.

2. Задачи учебного курса

Показать взаимосвязь структуры и свойств поверхности полупроводников с химически-ми свойствами составляющих атомов. Излагаются основные методы применяемые для расчета электронного энергетического спектра кристаллов с границей. Подробно обсуж-дается связь симметрии и химической связи со структурой поверхностных состояний. Особое внимание уделяется полупроводниковым кристаллам с алмазоподобной структу-рой.

3. Требования к уровню освоения курса Студенты должны понять основные принципы организации различных структур грани-цы и влияние этих структур на физические свойства полупроводников. II. Содержание курса 1. Темы и краткое содержание

№ Тема Содержание 1. Введение 2. Геометрическая конфи-

гурация поверхности Структура идеального кристалла и симметрия идеальной по-верхности. Двумерные точечные и пространственные группы. Проецирование трехмерного кристалла на его поверхность Поверхностные элементарные ячейки. Релаксация и реконст-рукция поверхности. Симметрия релаксировавших и реконст-руированных поверхностей.

3. Структура поверхности и химическая связь

Силы связи в объемном кристалле. Характер связи у поверх-ности. Ковалентная связь. Перестройка гибридизации у по-верхностных атомов. Связь реконструкции поверхности с из-менением характера связи между атомами

4. Уравнение Шредингера для ограниченного кри-сталла

Трансляционная симметрия и теорема Блоха. Двумерные зоны Бриллюэна .Проецирование объемных энергетических зон на первую поверхностную зону Бриллюэна. Некоторые методы расчета зонного спектра электронов в ограниченном кристал-ле в трехмерном случае. Примеры

5. Теория поверхностных состояний в приближении сильной связи

Основные положения метода сильной связи. Эмпирический метод сильной связи. Модель Уэйра –Торпа и Харрисона. Ме-тод пластин и метод функций Грина для решения задачи о б энергетическом спектре электронов в ограниченном кристал-ле. Примеры. Состояния на границе двух кристаллов

Примерная тематика рефератов, курсовых работ

III. Распределение часов курса по темам и видам работ

Аудиторные занятия (час)

в том числе № пп

Наименование темы

Всего часов лекции семинары лаборатор.

занятия

Самостоя-тельная работа

1 Введение 2 2 2 Геометрическая кон-

фигурация поверхно-сти

8 8 3

3 Структура поверх-ности и химическая связь

8 8 3

4 Уравнение Шредин-гера для ограничен-ного кристалла.

10 10 4

5 Теория поверхност-ных состояний в при-ближении сильной связи

6 6 2

ИТОГО 46 34 12 IV. Форма итогового контроля Зачет V. Учебно-методическое обеспечение курса 1. Рекомендуемая литература (основная): 1. Ф. Бехштедт, Р. Эндерлайн. Поверхности и границы раздела полупроводников. М.:

Мир, 1990. - 569 с. 2. Э. Зенгуил, Физика поверхности. М.: Мир, 1990. 536 с. 3. Поверхностные свойства твердых тел. Сб. статей под ред. М. Грина. М.: Мир, 1972.

432 с. 4. Проблемы физической химии поверхности полупроводников. Сб. статей под ред.

А.В. Ржанова , Изд. «Наука» сибирское отделение , Новосибирск 1978. 288 с.

2. Рекомендуемая литература (дополнительная): 1 Д. Вудраф, Т. Делчар. Современные методы исследования поверхностей М. Мир 1989

568с. 2 С. Дэвисон, Дж. Левин Поверхностные (таммовские) состояния М. Мир 1973 232с.

Автор Чалдышев Виктор Александрович, к.ф.-м.н., доцент