227-0159-00L  Semiconductor Devices: Quantum Transport at the Nanoscale

SemesterFrühjahrssemester 2018
DozierendeM. Luisier, A. Emboras
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
227-0159-00 VSemiconductor Devices: Quantum Transport at the Nanoscale2 Std.
Do08-10ETZ G 91 »
M. Luisier, A. Emboras
227-0159-00 USemiconductor Devices: Quantum Transport at the Nanoscale2 Std.
Do10-12ETZ G 91 »
M. Luisier, A. Emboras

Katalogdaten

KurzbeschreibungThis class offers an introduction into quantum transport theory, a rigorous approach to electron transport at the nanoscale. It covers different topics such as bandstructure, Wave Function and Non-equilibrium Green's Function formalisms, and electron interactions with their environment. Matlab exercises accompany the lectures where students learn how to develop their own transport simulator.
LernzielThe continuous scaling of electronic devices has given rise to structures whose dimensions do not exceed a few atomic layers. At this size, electrons do not behave as particle any more, but as propagating waves and the classical representation of electron transport as the sum of drift-diffusion processes fails. The purpose of this class is to explore and understand the displacement of electrons through nanoscale device structures based on state-of-the-art quantum transport methods and to get familiar with the underlying equations by developing his own nanoelectronic device simulator.
InhaltThe following topics will be addressed:
- Introduction to quantum transport modeling
- Bandstructure representation and effective mass approximation
- Open vs closed boundary conditions to the Schrödinger equation
- Comparison of the Wave Function and Non-equilibrium Green's Function formalisms as solution to the Schrödinger equation
- Self-consistent Schödinger-Poisson simulations
- Quantum transport simulations of resonant tunneling diodes and quantum well nano-transistors
- Top-of-the-barrier simulation approach to nano-transistor
- Electron interactions with their environment (phonon, roughness, impurity,...)
- Multi-band transport models
SkriptLecture slides are distributed every week and can be found at
https://iis-students.ee.ethz.ch/lectures/quantum-transport-in-nanoscale-devices/
LiteraturRecommended textbook: "Electronic Transport in Mesoscopic Systems", Supriyo Datta, Cambridge Studies in Semiconductor Physics and Microelectronic Engineering, 1997
Voraussetzungen / BesonderesBasic knowledge of semiconductor device physics and quantum mechanics

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
ECTS Kreditpunkte6 KP
PrüfendeM. Luisier, A. Emboras
FormSessionsprüfung
PrüfungsspracheEnglisch
RepetitionDie Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodusmündlich 30 Minuten
Zusatzinformation zum PrüfungsmodusAuf Wunsch des Kandidaten kann die Prüfung auch auf Deutsch abgelegt werden.
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.

Lernmaterialien

 
HauptlinkCourse Website
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Doktorat Departement Informationstechnologie und ElektrotechnikLehrangebot Doktorat und PostdoktoratWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterKernfächerWInformation
Mikro- und Nanosysteme MasterWählbare KernfächerWInformation
Physik MasterAllgemeine WahlfächerWInformation
Rechnergestützte Wissenschaften BachelorWahlfächerWInformation
Rechnergestützte Wissenschaften MasterWahlfächerWInformation