Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE11MF37
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe A nanofizika alapjai
2. A tárgy angol címe Fundamentals of Nanophysics
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 3 + 0 + 0 v Kredit 4
4. Ajánlott/kötelező előtanulmányi rend
vagy Tantárgy kód 1 Rövid cím 1 Tantárgy kód 2 Rövid cím 2 Tantárgy kód 3 Rövid cím 3
4.1
4.2
4.3
5. Kizáró tantárgyak
6. A tantárgy felelős tanszéke Fizika Tanszék
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Halbritter András beosztása egyetemi tanár
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2016.03.21. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2016.07.06
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Szilárdtestfizika és kvantummechanika alapjainak ismerete.
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
TTK Fizikus MSc képzés kötelezően választható tárgya (Nanotech. és anyagtudomány, kutatófizikus specializáció)
11. A tárgy részletes tematikája
Az elmúlt évtizedben az elektronikai eszközök miniatürizálása áttörő fejlődésen ment keresztül. A mindennapjainkban használt készülékek építőkövei már súrolják a nanométeres mérethatárt, így a további méretcsökkentés nem egyszerű technológiai probléma. A nanométeres méretskálán az elektronok koherens viselkedése és kölcsönhatása, ill. az anyag atomi kvantáltsága számos új jelenséget eredményez, melyek feltérképezése és megértése a nanofizikai alapkutatás komoly kihívása. A kurzus ezen jelenségkörökbe kíván bepillantást nyújtani, elsősorban kísérleti eredmények bemutatásán és szemléletes megértésén keresztül.A tárgy tematikája:Karakterisztikus méretskálák a nanofizikában; félvezető ipar fejlődése; félvezető heteroátmenetek, kétdimenziós elektrongáz; nanostruktúrák készítése. Diffúzív és ballisztikus nanovezetékek; kvantumvezetékek, Landauer-formalizmus; vezetőképesség kvantálás. Interferencia-jelenségek nanoszerkezetekben, koherenciavesztés. Egész számú és frakcionális kvantált Hall-jelenség. A zaj mint jel, sörétzaj kvantum pont-kontaktusban; töltéshordozók töltésének mérése; klasszikus és kvantum káosz kaotikus billiárdokban; kétrészecske interferencia; Hanbury Brown & Twiss kísérlet fotonokkal és elektronokkal. Kvantumpöttyök és alkalmazásaik, mesterséges atomok, spin-Qbitek. Szén nanoszerkezetek: grafén, szén nanocsövek, fullerének. Szupravezető nanoszerkezetek, Andrejev-reflexió, mezoszkopikus proximity jelenségek. Spintronika, spinszelep, spinnyomaték, spindekoherencia, spininjektálás, nemlokális mérések. Nanomechanikai rendszerek.
12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban		       vizsga-
időszakban		 szóbeli vizsga
13. Pótlási lehetőségek
A TVSZ szerint
14. Konzultációs lehetőségek
Oktatóval történő megegyezés szerint
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press (1997)
Thomas Ihn: Semiconducting nanosctructures, OUP Oxford (2010)
Yuli V. Nazarov, Yaroslav M. Blanter: Quantum Transport: Introduction to Nanoscience, Cambridge University Press
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
42
16.2 Félévközi felkészülés órákra
38
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
0
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
0
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
40
16.9 Összesen
120
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
120
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Dr. Halbritter András
egyetemi tanár
Fizika Tanszék
Dr. Csonka Szabolcs
egyetemi docens
Fizika Tanszék
     
     
     
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Halbritter András