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 második félévének oktatási célja az, hogy első félévben tárgyalt matematikai és fizikai
alapoktól kiindulva folytassa a hallgató megismertetését XXI. század elektronikájával, a nanoelektronikával.
Rövid tematika:
A tantárgy első félévének rövid összefoglalása. Diffúziós vezetés (áram vezetés, elektromos tér hatására) I.: Drude modell, egyenáram és váltakozó áram esetén, a Drude modell előnyei és a hátrányai. Diffúziós vezetés
(áram vezetés, elektromos tér hatására) II.: A szabadelektron (Sommerfeld) modell (előnyök és hátrányok), Boltzmann transzport egyenlet alapjai és megoldási módszerei. Diffúziós vezetés (áram vezetés, elektromos tér
hatására) III.: A Boltzmann transzport egyenlet alapjai és megoldási módszerei. Diffúziós vezetés (áram vezetés, elektromos tér hatására) IV.: A vezetési jelenségek mikroszkopikus, kvantumos modelljei (közel szabad
elektron modell, szoroskötés (tight binding) modell, A Kubo és a Kubo-Greenwood formula). Ballisztikus vezetés (áram vezetés, feszültség hatására): Transzfer-mátrix formula, Landauer formula, Landauer-Büttiker
formula, Usuki módszer. A hővezetés fémekben és félvezetőkben I.: A hővezetésről általában és a fémek esete. A hővezetés fémekben és félvezetőkben II.: A hővezetés félvezetőkben (szemiklasszikus közelítés) egyatomos
és kétatomos modell. A hővezetés fémekben és félvezetőkben III.: A hővezetés félvezetőkben (kvantummmechanikai közelítés): a fajhő általános modellje, a fajhő Debye modellje, a fajhő Einstein modellje. A hővezetés
fémekben és félvezetőkben IV.: rácsrezgések nanoszerkezetekben. Az áramkörök építőelemei mikroszkopikus tartományban I.: az új Ohm törvény (Supriyo Datta nyomán).
Az áramkörök építőelemei mikroszkopikus tartományban II.: Passzív elemek (ellenállások, kondenzátorok és tekercsek). Az áramkörök építőelemei mikroszkopikus tartományban III.: Aktív elemek (nanotranzisztorok):
Bipoláris tranzisztorok teljesítményének növelése (rövid bázis és a heteroátmenetek), HEMT, nanocső alapú és grafén alapú megoldások. Az elektromágneses tér és a mikroszkopikus méret tartomány. Dekoherencia: a elektronok
és a környezet kölcsönhatása.