FYSS5401 Nanoelektroniikan fysiikka (6 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2024-2025, 2025-2026, 2026-2027, 2027-2028

Kuvaus

Yhteinen aines:
1. Johdanto
2. Semiklassinen teoria 
3. Sirontateoria
Seuraavista aiheista neljä:
4. Kvantti-interferenssi-ilmiöt
5. Mesoskooppinen suprajohtavuus
6. Kohina 
7. Yksielektronitunnelointi
8. Kvanttipisteet
9. Suprajohtavat laitteet
10. Grafeeni
11. Nanoelektromekaaniset systeemit 
Tarvittaessa muut kurssin otsikkoon liittyvät aihealueet (spintroniikka, kvantti-Hall-ilmiö, Luttingerin nesteet, …) 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • tunnistaa ja auttavasti käyttää olennaisimpia tekniikoita johteiden sähkönkuljetuksen teoreettisessa kuvauksessa

  • yhdistää sähkönkuljetuksen ilmiöihin liittyvät teoreettiset konseptit pienissä johteissa tehtäviin mittauksiin

  • perustella Ohmin lain käytön pienissä johteissa, ja sen pätevyysalueen

  • kuvailla olennaisimpia (kvantti-)ilmiöitä, jotka rikkovat Ohmin lain pienissä johteissa

  • lukea nanoelektroniikan viimeaikaisia julkaisuja tunnistaen niissä tutkitun ilmiön, ja olennaiset tavat luonnehtia sitä 

Esitietojen kuvaus

  • FYSA2030 ja FYSA2032 Kvanttimekaniikka, osat A&B

  • FYSS5301 ja FYSS5302 Materiaalifysiikka, osat A&B

  • Suositeltu, ei pakollinen: FYSS7531-FYSS7532 Kvanttimekaniikka 2

Kirjallisuus

  • T.T. Heikkilä: "The Physics of Nanoelectronics - Transport and Fluctuation Phenomena at Low Temperatures" (Oxford University Press, 2013).

Suoritustavat

Tapa 1

Kuvaus:
Luennoidaan joka toinen vuosi (alkaen 2024), mikäli vähintään 5 opiskelijaa ilmoittautuu. Vaihtoehtona on suorittaa kurssi itsenäisemmin (suoritustapa 2).
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät (max 35 pistettä), ryhmäesitykset (2 p per esitys, max 14 pistettä), suullinen loppuarviointi (max 40 pistettä). Opiskelijoille, joille suullinen tentti ei erityisistä syistä ole mahdollinen, voidaan järjestää korvaava kotitentti (esim. suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Vähintään 10 pistettä harjoituksista ja 10 kokeesta tarvitaan läpipääsyyn.
Opetusajankohta:
Periodi 1, Periodi 2
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Kurssin voi suorittaa milloin vain, opiskelijan tulee ottaa yhteyttä kurssin opettajaan.
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät (40 %), projekti (30 %), suullinen koe (30 %).
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (6 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät (max 35 pistettä), ryhmäesitykset (2 p per esitys, max 14 pistettä), suullinen loppuarviointi (max 40 pistettä). Opiskelijoille, joille suullinen tentti ei erityisistä syistä ole mahdollinen, voidaan järjestää korvaava kotitentti (esim. suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Vähintään 10 pistettä harjoituksista ja 10 kokeesta tarvitaan läpipääsyyn.
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:

  • Harjoitustehtävät ja laskupaja/luennot

  • Ryhmäesitykset ja harjoitusten läpikäynti 

Ei julkaistua opetusta
x

Itsenäinen työskentely (6 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Harjoitustehtävät (40 %), projekti (30 %), suullinen koe (30 %).
Suorituskieli:
englanti, suomi
Työskentelytavat:

  • 28 tehtävää itsenäisesti kurssikirjasta valituista 7 luvusta

  • Pieni itsenäinen projekti kurssin aihealueisiin liittyen, noin 10 sivun raportti

  • Suullinen koe 

Ei julkaistua opetusta