Κωδικός
Φ-570
Επίπεδο
Μεταπτυχιακό
Κατηγορία
Β
Διδάσκων
Ε. Ηλιόπουλος
ECTS
5
Ώρες
4
Εξάμηνο
Εαρινό
Ανοικτό
Ναι
Προσφέρεται
Όχι
Ιστοσελίδα Διδάσκοντα
Σκοπός Μαθήματος
Tο µάθηµα απευθύνεται σε µεταπτυχιακούς φοιτητές. Αποσκοπεί στην κατανόηση των σύγχρονων µεθόδων µελέτης και χαρακτηρισµού των δοµικών, ηλεκτρικών, οπτικών και χηµικών ιδιοτήτων των υλικών ηλεκτρονικής καθώς και των επιφανειών αυτών. Οι µέθοδοι που θα µελετηθούν περιλαµβάνουν ένα ευρύ φάσµα, από τις βασικές-απλούστερες µεθόδους που χρησιµοποιούνται ευρέως σε “καθηµερινό” χαρακτηρισµό ως προχωρηµένες µεθόδους µελέτης που απαιτούν εξειδικευµένο εξοπλισµό. Θα µελετηθούν οι φυσικές αρχές των διαφορετικών µεθόδων, η τεχνολογία εφαρµογής τους καθώς και οι δυνατότητες και οι περιορισµοί τους.
Διδακτέα Ύλη
Δοµικός Χαρακτηρισµός µε Περίθλαση Ακτίνων-Χ:
Αρχές περίθλασης ακτίνων-Χ (XRD). Πραγµατικός και ανάστροφος χώρος. Κινηµατική και δυναµική θεωρία περίθλασης. Τεχνικές. Ανάλυση επιταξιακών στρωµάτων.
Ηλεκτρικός Χαρακτηρισµός Ηµιαγωγών:
Μετρήσεις αγωγιµότητας. Μετρήσεις φαινοµένου Hall. Μετρήσεις αντίστασης επαφής. Μετρήσεις χωρητικότητας-τάσης (CV). Φασµατοσκοπία υπερύθρου. Χαρακτηρισµός βαθέων ενεργειακών καταστάσεων στους ηµιαγωγούς.
Οπτικός Χαρακτηρισµός:
Φυσική οπτικών διεργασιών και µεταβάσεων. Διηλεκτρική συνάρτηση. Φασµατοσκοπία διέλευσης-ανάκλασης. Φωτοφωταύγεια. Φασµατοσκοπική ελλειψοµετρία. Φασµατοσκοπία Raman. Τεχνικές φασµατοσκοπίας συντονισµού. Τεχνικές οπτικού χαρακτηρισµού χρονικής µεταβολής.
Μικροσκοπία Ηλεκτρονίων:
Αρχές µικροσκοπίας διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ). Μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων υψηλής διακριτικής ικανότητας (HR-ΤΕΜ). Αρχές σχηµατισµού εικόνας. Mικροσκοπία σάρωσης ηλεκτρονίων (SEM).
Τεχνικές Χαρακτηρισµού Επιφανειών:
Περίθλαση ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας σε γεωµετρία ανάκλασης. Μικροσκοπία φαινοµένου σήραγγος. Μικροσκοπία ατοµικών δυνάµεων.
Μέθοδοι Χηµικού Χαρακτηρισµού µε δέσµες ιόντων και ηλεκτρονίων:
Φασµατοσκοπία οπισθοσκέδασης Rutherford (RBS). Φασµατοσκοπία µάζας δευτερογενών ιόντων (SIMS). Φασµατοσκοπία ηλεκτρονίων Auger (AES). Φασµατοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS). Φασµατοσκοπία ακτίνων-x (EDX).
Αρχές περίθλασης ακτίνων-Χ (XRD). Πραγµατικός και ανάστροφος χώρος. Κινηµατική και δυναµική θεωρία περίθλασης. Τεχνικές. Ανάλυση επιταξιακών στρωµάτων.
Ηλεκτρικός Χαρακτηρισµός Ηµιαγωγών:
Μετρήσεις αγωγιµότητας. Μετρήσεις φαινοµένου Hall. Μετρήσεις αντίστασης επαφής. Μετρήσεις χωρητικότητας-τάσης (CV). Φασµατοσκοπία υπερύθρου. Χαρακτηρισµός βαθέων ενεργειακών καταστάσεων στους ηµιαγωγούς.
Οπτικός Χαρακτηρισµός:
Φυσική οπτικών διεργασιών και µεταβάσεων. Διηλεκτρική συνάρτηση. Φασµατοσκοπία διέλευσης-ανάκλασης. Φωτοφωταύγεια. Φασµατοσκοπική ελλειψοµετρία. Φασµατοσκοπία Raman. Τεχνικές φασµατοσκοπίας συντονισµού. Τεχνικές οπτικού χαρακτηρισµού χρονικής µεταβολής.
Μικροσκοπία Ηλεκτρονίων:
Αρχές µικροσκοπίας διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ). Μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων υψηλής διακριτικής ικανότητας (HR-ΤΕΜ). Αρχές σχηµατισµού εικόνας. Mικροσκοπία σάρωσης ηλεκτρονίων (SEM).
Τεχνικές Χαρακτηρισµού Επιφανειών:
Περίθλαση ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας σε γεωµετρία ανάκλασης. Μικροσκοπία φαινοµένου σήραγγος. Μικροσκοπία ατοµικών δυνάµεων.
Μέθοδοι Χηµικού Χαρακτηρισµού µε δέσµες ιόντων και ηλεκτρονίων:
Φασµατοσκοπία οπισθοσκέδασης Rutherford (RBS). Φασµατοσκοπία µάζας δευτερογενών ιόντων (SIMS). Φασµατοσκοπία ηλεκτρονίων Auger (AES). Φασµατοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS). Φασµατοσκοπία ακτίνων-x (EDX).
Βιβλιογραφία
“Semiconductor Material and Device Characterization”, D.K.Schroeder, Wiley- Interscience 1998
“Growth and Characterization of Semiconductors”, R.A.Stralding and P.C.Klipstein, Adam Hilger, Bristol 1990
“High Resolution X-ray Diffractometry and Topography”, D.K.Bowen and B.K.Tanner, Taylor & Francis, London 2002
“X-ray Diffraction”, B.E.Warren, Dover, New York 1990
“Spectroscopic Ellipsometry: Principles and Applications”,H. Fujiwara, Wiley-Interscience 2007
“Semiconductor Optics”, C.F.Klingshirn, Springer-Verlag, Berlin 1997
”Electron Microscopy: Principles and Fundamentals”, Ed.S.Amelinckx et al., VCH, Weinheim 1997
“Fundamentals of Semiconductors” P.Y.Yu and M.Cardonna, Springer-Verlag, Berlin 1996
“Quantum Processes in Semiconductors”,B.K.Ridley, Oxford University Press, Oxford 1999
“Growth and Characterization of Semiconductors”, R.A.Stralding and P.C.Klipstein, Adam Hilger, Bristol 1990
“High Resolution X-ray Diffractometry and Topography”, D.K.Bowen and B.K.Tanner, Taylor & Francis, London 2002
“X-ray Diffraction”, B.E.Warren, Dover, New York 1990
“Spectroscopic Ellipsometry: Principles and Applications”,H. Fujiwara, Wiley-Interscience 2007
“Semiconductor Optics”, C.F.Klingshirn, Springer-Verlag, Berlin 1997
”Electron Microscopy: Principles and Fundamentals”, Ed.S.Amelinckx et al., VCH, Weinheim 1997
“Fundamentals of Semiconductors” P.Y.Yu and M.Cardonna, Springer-Verlag, Berlin 1996
“Quantum Processes in Semiconductors”,B.K.Ridley, Oxford University Press, Oxford 1999
