Relations de dispersion: Structures de bande et densité des États

Cette séance de cours couvre la relation de dispersion dans les cristaux réels, en se concentrant sur les structures de bandes de matériaux comme le silicium et l'arséniure de gallium. L'instructeur commence par passer en revue les concepts de la classe précédente, y compris la périodicité dans les réseaux cristallins et l'espace réciproque, ce qui est essentiel pour comprendre la zone Brillouin. La discussion progresse vers la masse effective des porteurs de charge, y compris les électrons et les trous, et comment ceux-ci se rapportent aux écarts d'énergie dans les semi-conducteurs. L'instructeur illustre les différences entre les intervalles de bande directs et indirects, en mettant l'accent sur leurs implications pour les propriétés des matériaux. La séance de cours explore également la densité des états dans les systèmes tridimensionnels et comment elle varie avec la dimensionnalité, en particulier dans les structures de faible dimension comme les puits quantiques et les points. L'instructeur engage les étudiants avec des exercices sur le calcul des intervalles de bande dans les alliages ternaires, soulignant l'importance de comprendre comment la composition affecte les propriétés électroniques. Dans l'ensemble, la séance de cours fournit un aperçu complet des concepts fondamentaux de la physique à l'état solide pertinents pour les matériaux semi-conducteurs.