Vurderingsordning

Faglig innhold

Moderne nanoteknologi gjør det mulig å lage elektroniske komponenter på en så liten lengdeskala at både partikkel- og bølgeegenskapene til elektronene er viktige. I slike komponenter kan kvantemekanikk dermed spille en viktig rolle, noe som i prinsipp kan sette oss i stand til å realisere science-fiction-lignende teknologier som kvanteberegninger og kvantekryptografi. Dette kurset vil ta for seg sentrale konsepter knyttet til kvantetransport i elektroniske komponenter på nanoskala, med et teoretisk perspektiv. Vi går gjennom de delene av grunnleggende faststoff-fysikk som ligger til grunn for nanoskala fabrikasjonsteknikker. Deretter introduseres spredningsmatriser for å beskrive ladningstransport og støy på nanoskala, samt å utlede den enkle Landauer-Büttiker-formalismen. Dette baner vei for forståelsen av en rekke kvantemekaniske transportfenomener, som for eksempel kvante-Hall-effekt, resonant tunnelering, vedvarende strømmer, svak lokalisering, universelle konduktansfluktuasjoner og Coulomb-blokkade. I emnets siste del introduseres spinntronikk og kvanteberegninger som eksempler på teknologier som baserer seg på fenomener diskutert tidligere i kurset.

Læringsutbytte

Kunnskap:

• Grundig forståelse av elektrontransport i nanoskala komponenter.
• God oversikt over de viktigste kvantemekaniske effektene i denne sammenheng.
• Fortrolig med ulike teoretiske rammeverk for å beskrive disse effektene.
• Grunnleggende forståelse av fordelene med og prinsippene for ulike foreslåtte kvanteteknologier, spesifikt spinntronikk og kvanteinformasjon.

Ferdigheter:

• Studenten kan analysere kvanteeffekter og -fenomener i elektroniske komponenter med bruk av enkle intuitive formalismer gjennomgått i emnet.

Generell kompetanse:

• Studenten har god oversikt over moderne nanofysikk og kvanteteknologier.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og regneøvinger. Forventet arbeidsinnsats i emnet er 225 timer.

Mer om vurdering

Arbeider består av oppgave og en leseoppgave på slutten av semesteret som inkluderer å holde en kort presentasjon.

Når undervisning og undervisningsmateriell er på engelsk, kan det tenkes at eksamen vil bli gitt kun på engelsk. Utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan bli muntlig.

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende fysikk-kunnskaper, inklusive kvantemekanikk og faststoff-fysikk, på nivå med FY2045, TFY4205 og TFY4220, eller tilsvarende.

Kursmateriell

Forelesningsnotater og powerpoint presentasjoner.

Studiepoengreduksjon