Odsek za fiziku elektroniku semestar 3 Odsek za

Odsek za fizičku elektroniku (semestar: 3) Odsek za telekomunikacije i informacione tehnologije (semestar: 3/5) izborni predmet MATERIJALI U ELEKTROTEHNICI (broj časova: 3 + 1, 5 + 0, 5) Prof. Dejan Raković Doc. Miloš Vujisić Ms. Koviljka Stanković http: //nobel. etf. rs

PREDMET KURSA: Predmet se izlaže teorijski, počev od mikrofizičkih osnova, strukture, karakteristika, primena i inženjeringa elektrotehničkih materijala (poluprovodnika, superprovodnika, dielektrika, magnetika i biomaterijala). ZAŠTO SLUŠATI OVAJ KURS? Materijali u elektrotehnici jeste predmet koji daje osnovna znanja iz fizičkih osnova, karakterisitika i tehnologija elektrotehničkih materijala. Ovaj predmet je osnova za razumevanje primene materijala u fizičkoj elektronici, optičkim telekomunikacijama, mikrotalasnoj tehnici i biomedicinskoj tehnici. POŽELJNO PREDZNANJE: Fizika 1, Fizika 2. DALJA NADOGRADNJA: Fizička elektronika čvrstog tela, Poluprovodničke kvantne strukture, Nanotehnologije i nanokomponente, Optičke telekomunikacije, Mikrotalasna tehnika, Biomaterijali, Fizika kondenzovanog stanja i novih materijala. .

LITERATURA 1. D. Raković, Fizičke osnove i karakteristike elektrotehničkih materijala (Akademska misao, Beograd, 2000). 2. D. Raković, Lj. Turković, S. Krstić, Savremeni materijali i tehnologije (Grosknjiga, Beograd, 1997). 3. D. Raković, P. Osmokrović, N. Arsić, Elektrotehnički materijali. Zbirka zadataka (Akademska misao, Beograd, 2003). 4. D. Raković, P. Osmokrović, D. Veljković, N. Cvetković, S. Josipović, N. Kartalović, Priručnik za laboratorijske vežbe iz elektrotehničkih materijala i fizike materijala (ETF, Beograd, 2004). 5. CD sa Ppt-prezentacijama i dopunskom literaturom. NASTAVA & ISPIT 1. Predavanja (45), računske vežbe (20) i laboratorijske vežbe (10). 2. Ispit iz 2 dela (Kolokvijum i Ispit: po 2 zadatka, 1 pitanje, 25 test pitanja).

NASTAVNI PROGRAM . . Uvod (3). Pregled i povezanost elemenata nauke o materijalima (primena, karakteristike, struktura/sastav, sinteza/obrada). Hemijske veze. Kristalne strukture. Defekti. Nekristalne strukture. Veza struktura/mehaničke i struktura/električne karakteristike. Osnovi mikrofizike (6). Osnovi kvantne mehanike. Grupna i fazna brzina (kvazi)slobodne čestice. Tuneliranje čestice kroz potencijalnu barijeru. Talasne funkcije N neinteragujućih bozona i fermiona i Paulijev princip isključenja. Osnovi statističke fizike. Statistička fizika, teorija informacija i termodinamika. Statistika (kvazi)slobodnih nosilaca u provodnicima, superprovodnicima, dielektricima i sopstvenim i primesnim poluprovodnicima. Struktura i električne, optičke i mehaničke karakteristike (6). Translaciona simetrija kristala. Recipročna rešetka i prva Briluenova zona. Model kvazislobodnih elektrona (energetske zone, efektivna masa, elektroni i šupljine). Uticaj kristalne strukture (fononi, električna i toplotna provodnost). Kriterijumi podele elektrotehničkih materijala (energetski procep i specifična električna otpornost) i metode karakterizacije (veličina i tip energetskog procepa). Inženjering mehaničkih karakteristika (metali, keramike, polimeri, kompoziti) i metode karakterizacije (prostorne, mehaničke). . . Poluprovodnici (9). Fermijev nivo p-n spoja u termalnoj ravnoteži, i difuzija elektrona i šupljina. Barijerna/difuziona kapacitivnost i tunelski/lavinski proboj p-n spoja (tehnološke implikacije). Inženjering energetskog procepa (legure, superrešetke, organski materijali). Primena poluprovodničkih materijala prema veličini i tipu energetskog procepa (elementi i jedinjenja, legure, superreštke, organski poluprovodnici). Ekološki izvori energije (sunčeve ćelije). Metode karakterizacije (transportna svojstva). Tehnologije integrisanih elektronskih i optoelektronskih kola (Si, Ga. As/Al. Ga. As). Kvantne perspektive: nano i molekularne tehnologije. .

Provodnici (2). Metali velike provodnosti (provodnici). Otporne legure (grejači, otpornici). Specijalni provodni materijali (nelinearni otpornici, termoparovi, topljivi osigurači, lemovi, električni kontakti, elektrode, elektroliti). Hemijski izvori struje. Superprovodnici (4). Fenomenološke karakteristike i teorije superprovodnosti. Elementi BCS-teorije superprovodnosti. Džozefsonovi spojevi (SQUID-ovi). Primene superprovodnih materijala (niskotemperaturskih i visokotemperaturskih). Superprovodne tehnologije (stanje i perspektive). Metode karakterizacije (mikroskopske i makroskopske). . Dielektrici (3). Vrste polarizacije. Primene dielektričnih materijala (izolacionih, kondenzatorskih, specijalnih: pretvarači, tečni kristali, optička vlakna). Kablovske tehnologije (energetske i komunikacione). Dielektrična mikroelektronika. Optičke memorije. Metode karakterizacije (mikroskopske i makroskopske). . Magnetici (3). Vrste magnetnog uređenja. Mikroskopska i makroskopska struktura magnetika. Primena magnetnih materijala (magnetno mekih i magnetno tvrdih). Magnetna mikroelektronima. Magnetne memorije. Metode karakterizacije (mikroskopske i makroskopske). . Biomaterijali (3). Fenomenološke karakteristike. Primene biomedicinskih materijala (sintetički polimeri, metali, keramike, ugljenični materijali, pasivne i bioaktivne prevlake, tkivni adhezivi, biodegradabilni i bioderivatni materijali). .