Το μάθημα παρέχει μια επισκόπηση των αρχών της Υπολογιστικής Μοντελοποίησης Υλικών για Μικροηλεκτρονικές Εφαρμογές. Το μάθημα περιλαμβάνει τη βασική κατανόηση των αρχών τις κβαντικής μηχανικής και πως εφαρμόζονται (Density functional theory) στην προηγμένη Υπολογιστική Μοντελοποίηση των Υλικών στις διατάξεις. Επίσης θα εξεταστούν κλασσικές μέθοδοι όπως η μοριακή δυναμική.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση να κατανοήσουν:

• την ατομική και μοριακή δομή, δεσμοί μεταξύ ατόμων στα στερεά.
• τις Θερμικά ενεργοποιούμενες διαδικασίες
• τα βασικά υλικά μικροηλεκτρονικής
• τις βασικές αρχές της κβαντικής μηχανικής.
• τις υπολογιστικές τεχνικές: δυναμικά για υπολογισμούς σε ατομικό επίπεδο, μοριακή δυναμική, density functional theory. Περιορισμοί στις διαφορετικές μεθοδολογίες.

Ατομική τελική εργασία 100%

• Ατομική και μοριακή δομή, δεσμοί μεταξύ ατόμων στα στερεά.
• Θερμικά ενεργοποιούμενες διαδικασίες, εξίσωση Arrhenius, διάχυση ατόμων και συντελεστής διάχυσης.
• Υλικά μικροηλεκτρονικής: πυρίτιο, γερμάνιο, κράματά ΙΙΙ-V. Aτέλειες κρυστάλλων και οι επιπτώσεις τους στις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες των στερεών, ανάπτυξη μονοκρυστάλλων για την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (IC) με τη μέθοδο Czochralski.
• Ημιαγωγοί: Ενδογενείς και εξωγενείς ημιαγωγοί, διάγραμμα ενεργειακών ζωνών, ηλεκτρόνια και οπές, νόθευση τύπου n και τύπου p.
• Εισαγωγή στην κβαντική μηχανική.
• Υπολογιστικές τεχνικές: δυναμικά για υπολογισμούς σε ατομικό επίπεδο, μοριακή δυναμική, density functional theory. Περιορισμοί στις διαφορετικές μεθοδολογίες.
• Παραδείγματα υπολογισμών με έμφαση στη μικροηλεκτρονική.