PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Diagnostika materiálů - N126006
Anglický název: Materials Diagnostics
Zajišťuje: Ústav inženýrství pevných látek (126)
Platnost: od 2013
Semestr: zimní
Body: zimní s.:3
E-Kredity: zimní s.:3
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: 18 / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Náhlík Josef Ing. CSc.
Anotace -
Poslední úprava: Náhlík Josef Ing. CSc. (08.11.2012)
Předmět je zaměřen na objasnění základní podstaty elektrofyzikálních vlastností materiálů se zvláštním zřetelem na polovodiče. V kontextu s polovodiči jsou stručně komentovány i podmínky extrapolace platnosti podaných informací na vodiče a izolanty či dielektrika. Postupně je vymezen okruh základních charakteristických parametrů materiálu ve stacionárním i nestacionárním stavu, jejich fyzikální podstata, praktický význam a metodika zjišťování. Důraz je kladen na dedukci úvodních předpokladů a diskusi míry jejich splnění podmiňující měření parametrů s „přijatelnou“ chybou. Diskutovány jsou také doprovodné parazitní efekty a metody minimalizace jejich vlivu na výsledek měření.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Šmídová Ludmila (11.06.2013)

Studenti budou umět:

1. Charakterizovat teoretickou podstatu základních elektrofyzikálních parametrů materiálů používaných v elektronice, zejména polovodičů, a to jak ve stacionárním tak nestacionárním stavu,

2. Zvolit vhodnou metodiku měření vybraných statických i dynamických parametrů polovodičů v typických konfiguracích technické praxe,

3. Formulovat předpoklady správného měření vybraných parametrů a posoudit důsledky jejich nesplnění s ohledem na požadovanou přesnost měření

4. Zohlednit rizikové parazitní efekty a posoudit míru jejich vlivu na výsledky měření

5. Metodiku měření parametrů polovodičů přiměřeně extrapolovat na vodiče a izolanty

Literatura -
Poslední úprava: Náhlík Josef Ing. CSc. (08.11.2012)

Z: Náhlík J.: Diagnostika materiálů. Skriptum VŠCHT Praha. 1990

Z: Frank H.: Fyzika a technika polovodičů. SNTL, Praha 1990

D: Koblížek V.: Měření základních vlastností elektrotechnických materiálů. Skriptum FEL ČVUT Praha, Praha 1979,

D: Frank H., Šnejdar V.: Principy a vlastosti polovodičových součástek. SNTL, Praha 1976.

D: Runyan W. R.: Semiconductor measurements and Instrumentation. Springer; New York, Berlin 1975

Studijní opory -
Poslední úprava: Náhlík Josef Ing. CSc. (08.11.2012)

Průběžné konzultace v individuálně dohodnutých termínech.

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Náhlík Josef Ing. CSc. (08.11.2012)

Předmět je zakončen ústní zkouškou s možností písemné přípravy. Zkouška má podobu přibližně hodinové diskuse na alespoň tři hlavní témata, která určuje zkoušející. Předpokládá se celkový přehled o odpřednesené látce, prezentace důležitých předpokladů a závěrů a dedukce zákdních souvislostí ve smyslu přednášek a praktických ukázek.

Sylabus -
Poslední úprava: Náhlík Josef Ing. CSc. (08.11.2012)

1. Vodiče, polovodiče, izolanty, dielektrika a magnetika v interakci s elektromagnetickým polem. Klasifikace základních parametrů polovodičů.

2. Typ polovodiče a metodika jeho zjišťování. Úskalí vodivostních metod.

3. Vodivost materiálů a její fyzikální podstata. Pojem koncentrace a driftové pohyblivosti volných nosičů náboje.

4. Objemová, plošná a povrchová rezistivita materiálu. Definice a vzájemné souvislosti.

5. Metodické problémy měření na polovodičích a jejich řešení. Požadavky na kontakty podle jejich funkce a metody jejich realizace. Pojem a metodika přípravy ohmických kontaktů.

6. Měření rezistivity materiálů na vzorcích pravidelné geometrie. Pojem geometrického faktoru.

7. Základní teorie měření na vzorku polonekonečného objemu a infinitezimálně tenké rovinné vrstvy nekonečné plochy.

8. Měření rezistivity sondovými metodami na reálných vzorcích z výrobní praxe; systém korekčních funkcí, jejich praktický význam a použití s ohledem charakter vzorku a požadovanou přesnost měření.

9. Odpor šíření a rezistivita materiálů � mikronehomogenity, profilování na šikmém výbrusu. Principy bezkontaktních metod měření rezistivity ve výrobní praxi.

10. Hallův jev a jeho specifika u polovodičů. Souvislost Koncentrace volných nosičů náboje a koncentrace dopantů.

11. Metodika měření Hallovy konstanty na vzorcích pravidelné geometrie a metodou van der Pauw. Nežádoucí jevy při hallovských měřeních a možnosti minimalizace jejich vlivu.

12. Nerovnovážné nosiče náboje v polovodičích; pojem, základní parametry a model individuálního chování nerovnovážných nosičů náboje.

13. Chování „balíku“ nerovnovážných nosičů náboje v polovodiči v elektrickém poli; ambipolární pohyblivost a ambipolární difúzní koeficient.

14. Vybrané metody měření parametrů nerovnovážných nosičů náboje.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Šmídová Ludmila (11.06.2013)

Elektronika

Základy měřicí techniky

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Konzultace s vyučujícími 0,3 8
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na zkoušku a její absolvování 1,7 48
3 / 3 84 / 84
Hodnocení studenta
Forma Váha
Ústní zkouška 100

 
VŠCHT Praha