Oktató, tágyfelelős:
Dr. Ürmös Antal PhD. egyetemi adjunktus
Doktori Iskola és doktori program:
Óbudai Egyetem, Anyagtudományok és Technológiák Doktori Iskola, anyagtudományok és technológiák doktori program
A tantárgy célja:
Az elmúlt évtizedek során az elektronikus eszközök alkatrészeinek mérete egyre jobban csökkent és a jövőben várható, hogy ez a tendencia folytatódni fog. A folyamatos méretcsökkentés oda vezet,
hogy az elektronikus eszközök működését a kvantummechanika törvényei egyre jobban befolyásolják. A tárgy első félévének oktatási célja a hallgató megismertetése XXI. század elektronikájának
azaz a nanoelektronikának matematikai és a fizikai alapjaival.
Rövid tematika:
A nanotechnológia és a nanoelektronika történetéről röviden. A transzportfolyamatokról általában, különös tekintettel az elektromos és a termikus vezetés esetére. Kereszteffektusok, mérlegegyenletek.
Matematikai alapok ismétlése (alapfogalmak: vektorok, Dirac jelölés, lineáris algebra, vektoranalízis, Hilbert tér, variációszámítás, funkcionálanalízis, Fourier elmélet, ortogonális függvények, operátorok).
Hullámok a klasszikus fizikában, elektromágneses hullámok (makroszkopikus értelemben), speciális relativitáselméletről röviden. A kvantummechanika alapjai I. (előzmények, első kvantálás, Schrödinger egyenlet
egy részecskére, alagúteffektus, perturbáció). A kvantummechanika alapjai II. (mátrixmechanika, másodkvantálás, perturbációszámítás). A kvantummechanika alapjai III. (Schrödinger egyenlet több részecskére:
Born-Oppenheimer közelítés, Hartree-Fock (HF) módszer, sűrűségfunkcionál (DFT) módszer, relativisztikus kvantummechanika). A szilárdtestfizika alapjai I. (az atomok között kötések, a kristályrács, a reciprok
rácstér és a Brillouin-zóna). A szilárdtestfizika alapjai II. (kristályszerkezetek típusai, eloszlásfüggvények). Félvezető kristályok tulajdonságai a gyakorlatban I.: Vegyület-félvezetők. Félvezető kristályok
tulajdonságai a gyakorlatban II.: Szén nanoszerkezetek (fullerének, egyfalu és többfalu szén nanocsövek, grafén). Tiltott sáv mérnökség, avagy a tiltott sáv testre szabása I.: félvezető ötvözetek. Tiltott sáv
mérnökség, avagy a tiltott sáv testre szabása II.: (önszerveződő) alacsonydimenziós félvezető nanoszerkezetek. Tiltott sáv mérnökség, avagy a tiltott sáv testre szabása III.: szerves molekulák.