6

П р о г р а м м а курса «Физические основы эвм».

Лектор – Ильичев Э.А.

Тема 0 (введение).

Предмет курса. Основные функции ЭВМ; упрощенная блок-схема ЭВМ ; классификации ЭВМ (по производительности, по элементной базе ОЗУ и ПЗУ); персональные компьютеры; квантовые компьютеры(физические основы). Аппаратная часть современных ЭВМ: арифметико-логическое устройство; процессор; память (ОЗУ, ПЗУ); система управления (микропрограмирование и програмное обеспечение). Элементная база и производительность ЭВМ. Материалы и элементная база современных ЭВМ и ЭВМ ближайшей перспективы (основные представления).

Тема 1. Классификация твердых тел и основы зонной теории.

Проблемы классификации твердых тел.(электропроводность по Друде и по Зоммерфельду; проблемы с оценкой теплоемкости; и т.д.).Основные системы классификации:по химическим связям; по наличию ближнего и дальнего порядка; по типу симметрии; по типу зонной структуры.

Основы зонной теории.Волновые представления о движении частиц в пространстве свободном от силовых полей .Основные понятия волновой теории: волна

де Бройля, гипотеза де Бройля, гипотеза Планка, гипотеза Эйнштейна. Основные понятия и объекты зонной теории: фазовое пространство, волновой пакет, фазовая и групповая скорости и скорость частиц, ферми – электроны, сфера Ферми, волновая функция и квазивектора p и k ; ; физический смысл², интерференция волн де Бройля; принцип неопределенности Гейзенберга.

Уравнение Шредингера, операторы энергии и импульса, гамильтониан;

логика конструирования уравнения Шредингера; общее уравнение Шредингера, стационарное уравнение Шредингера, собственные значения и собственные функции,вид гамильтониана при движении частиц в пространстве с силовыми полями.

Трансляционная симметрия и инвариантность физических параметров определяющих состояния электронов в твердых монокристаллических телах; функции Блох; система уравнений Шредингера , описывающих состояния электронов в твердых телах; приближение слабой связи: адиабатическое приближение, одноэлектронное приближение; решение одноэлектронного уравнения с потенциалом Кронига-Пенни; энергетический спектр электронов, зоны разрешенных состояний, запрещенная зона, зоны Бриллюэна, инвариантность фазовых состояний в свободном пространстве и в твердых телах; электропроводность в терминологии зонных представлений: квазичастицы - электроны и дырки, квазиволновой вектор, квазиимпульс, эффективная масса и дисперсионное соотношение, подвижность квазичастиц.

Дефекты в кристаллах как возмущения в периодической структуре твердых тел; классификация дефектов: точечные (n=0), линейные (n=1) ,. плоские (n=2), объемные (n=3); примесные атомы в твердом теле и влияние среды на потенциалы ионизации, акцепторы и доноры; условия перекрытия волновых функций примесных атомов и примесные зоны.

Зонная структура основных полупроводников( кремний, арсенид галлия, германий, фосфид галлия, арсенид индия).

Л и т е р а т у р а

1.-Бонч-Бруевич и Калашников. Физика полупроводников, (1977),гл.3 и 4.

….2.-Смит . Полупроводники, (1961, 1982), гл.2 и 3.

3.-Шалимова. Физика полупроводников, ( ), гл.

….4.-Киттель. Физика твердого тела, (1963), гл.10,11.