FSK3700 Mesoskopisk fysik 8,0 hp

Mesoscopic Physics

Kursen ger en inledning till denna relativt nya gren inom kondenserade materiens fysik, som studerar egenskaper hos system vars storlek ligger vid övergången mellan mikro och makroskopiska längdskalor – den så kallad nanovärlden. Mesoskopiska system uppvisar ofta makroskopiska kvant fenomen, där de variabler som beter sig kvantmekaniskt är variabler som man typisk betraktar som klassiska, makroskopiska variabler. Bland de nya effekter som uppträder är: kvantisering av olika konduktanser, dissipationsfria strömmar i det normala (icke supraledande) tillståndet, coulombblockad av tunnelström, en elektron transistorer, kvantelektrodynamik och dualitet mellan laddnings- och flödeskvantisering i mesoskopiska supraledare. Sådana effekter skapar nya förutsättningar för elektronik på nanometer skalan.

Visa kursinformation utifrån vald termin och kursomgång:

Kursomgång och genomförande

Ingen kursomgång är vald

Välj termin och kursomgång ovan för att få information från rätt kursplan och kursomgång.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

Klassisk transport och diffusion, ballistisk transport och konduktanskvantisering, landauerformalismen och koherens i kvanttransport,Gauge invariantfas och Aharonov-Bohm effekt,svag och stark lokalisering, coulombblockad, mesoskopiska supraledare, de-koherens av ett kvantsystem kopplad till omgivningen, nanoelektronik, nanomekanik, experimentell metodik och demonstrationer.

Lärandemål *

Målsättningen med den här kursen är att ge en teoretisk beskrivning av och fysikalisk förståelse för elektrontransport i system som är koherenta i kvantmekanisk mening. Beskrivning av faktiska experiment och en överblick av forskningsfältet betonas i kursen. Med en bättre förståelse efter kursen så kan du:

  • jämföra nya koncept inom nanoelektronik med dagens teknik, och förstå deras fundamentala begränsningar,
  • använda enkla modeller för att beräkna den energi-, temperatur- och längdskala som är relevant för kvantfenomen i mesoskopiska system,
  • identifiera grundläggande koncept för elektroniska komponenter i olika fysiska system.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

Grundläggande elektromagnetism och kvantmekanik är nödvändigt. Fasta tillståndets fysik (Kittel nivå) är en fördel.

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

  • Supriyo Datta, Electron Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press.
  • Vetenskapliga artiklar.

Examination och slutförande

Betygsskala *

P, F

Examination *

  • INL1 - Inlämningsuppgifter, 6,0 hp, betygsskala: G
  • PRO1 - Projektarbete, 2,0 hp, betygsskala: G

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

  • Inlämningsuppgifter, 6,0 hp, betygsskala: P/F
  • Laborationer, 2,0 hp, betygsskala: P, F

Övriga krav för slutbetyg *

Kursen examineras genom skriftliga inlämningsuppgifter samt godkända laborationer.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

David B Haviland

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb FSK3700

Ges av

SCI/Tillämpad fysik

Huvudområde *

Ingen information tillagd

Utbildningsnivå *

Forskarnivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

David B Haviland, haviland@kth.se

Etiskt förhållningssätt *

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Forskarkurs

Forskarkurser på SCI/Tillämpad fysik