|
| Udgave: |
Forår 2013 NAT |
| Point: |
7,5 |
| Blokstruktur: |
3. blok |
| Skemagruppe: |
C |
| Fagområde: |
andet |
| Institutter: |
Niels Bohr Institutet |
| Uddannelsesdel: |
Bachelor niveau |
| Kontaktpersoner: |
Jesper Nygård, e-mail: nygard@nbi.dk
, telefon: 35 32 04 86 |
| Skema- oplysninger: |
 Vis skema for kurset
Samlet oversigt over tid og sted for alle kurser inden for Lektionsplan for Det Naturvidenskabelige Fakultet Forår 2013 NAT |
| Undervisnings- periode: |
4. februar til 14. april, 2013 |
| Formål: |
Målet med kurset er at give de studerende en introduktion til eksperimentel nanoelektronik og dermed forståelse for kvantefænomener og elektron-transport i nanosystemer. Kurset integrerer teori og eksperiment og er rettet specifikt mod studerende i Nanoscience (bachelor). Efter kurset er det målet at de studerende har kendskab til fremstilling af nanokomponenter og typiske elektriske måleteknikker, samt kan gøre rede for den grundlæggende teori for nanokomponenternes kvantemekaniske egenskaber og de observerede fænomener. |
| Indhold: |
Med udgangspunkt i det forudgående kursus i kvantemekanik gives den nødvendige teoretiske baggrund i faststoffysik. Der lægges særlig vægt på den frie elektron model og båndstruktur. Den frie elektron model anvendt på mesoskopiske systemer gennemgås og specielt udledes transmissions formalismen, der er central for forståelsen af kvantefænomener og elektron-transport i nanosystemer. Nogle vigtige emner er desuden kvantiseret ledningsevne, Hall effekt, Coulomb blokade og enkelt elektron transistorer (quantum dots), samt materialer (halvledere og kulstof nanorør). Regneøvelser illustrerer teorien.
Eksperimentel del: Der gennemføres 4 øvelser á hver en halv dag. De 4 øvelser omhandler:
A) Fremstilling af en nanokomponent: Brugen af rent rum til fremstilling af mikrokredsløb ved
fotolitografi.
B) De fremstillede prøver kan danne udgangspunkt for målinger ved flydende helium temperatur (4.2 K), hvor ladningsbærerkoncentrationen bestemmes ved to forskellige metoder: Hall effekt og Shubnikov-de Haas oscillationer.
C) Måling af kvantiseret ledningsevne i en 1-dimensionel leder.
D) Elektrisk målinger af enkelt elektron transport gennem en såkaldt kvanteø. Komponten vil være fremstillet af et kulstof nanorør eller halvleder nanotråd.
Øvelserne dokumenteres med rapporter, som danner udgangspunkt for den mundtlige eksamination.
|
| Målbeskrivelse: |
redegøre for hvorfor elektriske målinger i nanosystemer kan være forskellige fra dagligdags (makroskopiske) elektriske komponenter
redegøre for faste stoffers båndstruktur, herunder forskellen på metaller, halvledere og isolatorer
redegøre for hvordan nanokomponenters dimensionalitet kan påvirke deres elektriske egenskaber
anvende simple forsøgsopstillinger til måling af nanokomponenter
kende til lav-temperatur teknik for måling af nanokomponenter
demonstrere teoretisk forståelse af udvalgte kvantefænomener indenfor elektron transport i nanosystemer
udføre simple, illustrative beregninger til kvantitativ beskrivelse af disse fænomener
beskrive fremstilling af udvalgte elektriske nanokomponenter
beskrive og begrunde udførelsen af de udførte eksperimenter
anvende teorien på eksperimentelle data, herunder tolkning af de i øvelserne opnåede resultater
reproducere (kvalitativt) grafer som gengiver typiske eksperimentelle data, samt beskrive tendenser og karakteristika i graferne
relatere og/eller differentiere mellem de i kurset og øvelserne behandlede kvantefænomener samt at kunne redegøre for forskelle/ligheder mellem eksperimentelle målinger og ideelle teoretiske fænomener
formulere en korrekt og forståelig rapport for hvert af de udførte eksperimenter, herunder udvælge og præsentere den mest relevante information indenfor rammerne af rapportens omfang.
Karakteren 12 gives for præstationen, hvor studenten selvstændigt og med klart overblik dokumenterer sin viden og kunnen på alle felter nævnt under Læringsmål. Karakteren 2 gives for den usikre præstation, hvor studenten kun lige klarer et minimum af nævnt under Læringsmål. Rapporterne og den mundtlige prøve bedømmes til en samlet karakter. |
| Lærebøger: |
Materiale udleveres ved forelæsningerne.
|
| Tilmelding: |
Tilmelding foregår på Selvbetjeningen i perioden 15. november til 11. december |
| Faglige forudsætninger: |
Det kræves, at man har bestået kurserne MatIntroNat, MatN, Nano1, NanoF1 og NanoF2. |
| Formelle krav: |
Ingen |
| Eksamensform: |
En mundtlig prøve. Laboratorieøvelserne danner udgangspunkt for øvelsesrapporter, der fremlægges til den mundtlige eksamen. Der kan ved den mundtlige prøve også eksamineres i de opgaver, der har været givet ved regneøvelserne, samt det teoretiske pensum i øvrigt. Bedømmelse samlet efter 7-trins skalaen; intern censur.
Godkendelse af de 4 øvelsesrapporter er en forudsætning for at gå til den mundtlige eksamen.
Reeksamen: Som ordinær.
|
| Eksamen: |
Mundtlig prøve d. 8-10. april 2013.
Reeksamen: Mundtlig prøve d. 26. juni 2013. |
| Kursus hjemmeside: |
 |
| Bemærkninger: |
Kurset udbydes kun til studerende på bacheloruddannelsen i NanoScience ved Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet. |
| Undervisnings- sprog: |
Kun dansk
|
| Sidst redigeret: |
31/10-2012 |