Subiecte CS
Laborator Profil pozitie Subiect Detaliere
10 Feroelectricitate,feroelectrici si
detectie piroelectrica
Teoria termodinamica a tranzitiilor
de faza
Energia libera
Tranzitii de ordinul 1
Tranzitii de ordinul 2
Detectie piroelectrica Ecuatia de transfer termic si Solutia
pentru variatia de temperature
Raspunsul in curent
Raspunsul in tensiune
Masuratori de capacitate Dependenta de frecventa; mecanisme
de polarizare in dielectrici; constanta
dielectrica complexa
Dependenta de tensiune; tunabilitate
dielectrica
Variatia capacitatii cu grosimea;
modelul “stratului mort”
Mecansime de conductie in
dielectrici si feroelectrici
Mecanisme controlate de interfata
Mecanisme controlate de volum
Hopping
Depuneri de straturi subtiri Pulverizare RF
Sol-gel
PLD
10 Materiale oxidice pentru
electronica, oxizi transparenti,
structuri pentru FET
Elipsometrie spectroscopica Principii de baza
Marimi optice care se pot extrage din
masuratori elipsometrice
Alte marimi care se pot estima prin
simularea rezultatelor elipsometrice
Structuri MOS sau MIS Diagrama de benzi si marimi specific
(potential built-in, camp electric,
capacitate)
Caracteristica C-V a unei diode MOS
sau MIS, eventual MFS
Tranzistor cu efect de camp;
caracteristici de curent; ferroelectric-
FET ca celula de memorie (principiu
de functionare)
Masuratori de capacitate Dependenta de frecventa; mecanisme
de polarizare in dielectrici; constanta
dielectrica complexa
Dependenta de tensiune; tunabilitate
dielectrica
Variatia capacitatii cu grosimea;
modelul “stratului mort”
Mecansime de conductie in
dielectrici si feroelectrici
Mecanisme controlate de interfata
Mecanisme controlate de volum
Hopping
Depuneri de straturi subtiri Pulverizare RF
Sol-gel
PLD
10 Defecte in semiconductori,
carcaterizare electrica materiale si
structuri semiconductoare si/sau
dielectrice
Nivele locale in semiconductori Fenomene de emisie, captura,
generare si recombinare (Statistica
Schockley-Read-Hall)
Caracteristici defecte electric active
Efecte macroscopice cauzate de
defecte electric active in diode p+ - n
(in stare stationara)
Metoda Curentilor termostimulati Ecuatiile de continuitate in cazul
unui singur nivel de captura,
dependenta de temperatura a
curentului TSC in cazul unui nivel de
captura putin adanc, de electroni
respectiv de goluri
Dependenta de temperatura a
curentului TSC in cazul unui nivel
adanc de generare-recombinare
Determinarea concentratiei defectelor
in functie de modul de umplere al
acestora, inclusive optic, si de tipul
structurii masurate (tip rezistenta sau
dioda)
Spectroscopia de nivele adanci Procedura experimentala, ecuatii de
continuitate, capacitatea transienta in
functie de tipul de puls si tipul de
captura (de electroni sau de goluri)
Spectrul DLTS, determinare
concentratie defecte, energii de
activare si sectiuni de captura
aparente
Procedee experimentale de masurare
directa a sectiunilor de captura (puls
simplu, dublu, optic)
Masuratori de capacitate Dependenta de frecventa; mecanisme
de polarizare in dielectrici; constanta
dielectrica complexa
Dependenta de tensiune; tunabilitate
dielectrica
Variatia capacitatii cu grosimea;
modelul “stratului mort”
Mecansime de conductie in
dielectrici si feroelectrici
Mecanisme controlate de interfata
Mecanisme controlate de volum
Hopping
10 Nanostructuri functionale Semiconductori a) Densitatea de purtatori in
semiconductori intrinseci
b) Dopaj. Densitatea de purtatori in
semiconductori extrinseci
c) Nivelul Fermi in materiale
semiconductoare
Jonctiuni semiconductoare Jonctiunea p-n
Jonctiunea metal
semiconductor.Contactul Schottky
Transportul electric in jonctiuni
semiconductoare
Tranzistori Structuri MOS
Tranzistor cu efect de camp (FET)
Metode de fabricare FET
Forme de magnetism Diamagnetism si paramagnetism
Interactia de schimb si
feromagnetismul
Anizotropie magnetica
Mecanisme de conductie in
semiconductori de banda larga
Emisia termionica
Curenti limitati de sarcina spatiala
Hopping
10 Sinteza si caracterizarea
compusilor organometalici pentru
optoelectronica
Legaturi chimice in semiconductori
pe baza de compusi organometalici.
Legaturi van der Waals; covalente.
Tipuri de hibridizari.
Formarea excitonilor
Procese fotofizice in materiale
organometalice
Principiul Frank-Condon
Fluorescenta si fosforescenta.
Procese de transfer de sarcina.
Mecanisme de conductie electrica in Emisia termionica
semiconductori organici Curenti limitati de sarcina spatiala
Hopping
Generarea radiatiei optice in structuri
de tip OLED.
Fenomenul de electroluminescenta
versus fotoluminescenta.
Structuri OLED de tip multistrat
Metode de fabricare a OLED-urilor.
Metode de caracterizare prin
spectroscopie optica aplicate
structurilor OLED.
Spectroscopia de absorbtie si emisie
Spectroscopia vibrationala: FT-IR,
Raman.
Proprietati fotofizice.
20 Fenomene electronice locale si
interactiuni magnetice in materia
condensata
Structura locala si interactii hiperfine
studiate prin spectroscopie
Mossbauer
a) Interactii hiperfine si modul in
care se manifesta structura locala
asupra acestora
b) Configuratii de spin si structura
locala
c) Studiul interactiilor hiperfine cu
ajutorul spectroscopiei Mossbauer
Fenomene electronice locale si
difuzie interatomica la suprafata /
interfata nanostructurilor studiate
prin spectroscopie Mossbauer cu
electroni de conversie si tehnici
complementare
a) Compozitie de faza la suprafata si
difuzie atomica interfaciala
b) Tehnici de spectroscopie
Mossbauer cu electroni de conversie
(CEMS)
c) Fenomene locale cu selectivitate in
adancime studiate prin tehnici CEMS
si metode complementare
(spectroscopie XPS)
Notiuni generale de magnetism.
Diamagnetism si paramagnetism.
Magnetometrie clasica.
a) Notiuni generale de magnetism
b) Diamagnetism si paramagnetism
c) Magnetometrie VSM
Interactiuni si ordonare magnetica a) Interactiunea de schimb si de
superschimb
b) Forme de magnetism ordonat
(feromagnetism, ferimagnetism,
antiferomagnetism)
c) Metode de caracterizare a
magnetismului ordonat:
magnetometrie SQUID
Anizotropie si textura magnetica.
Metode vectoriale de caracterizare.
a) Tipuri de anizotropii magnetice
b) Textura magnetica
c) Facilitati de magnetometrie
vectoriala bazate pe efectul Kerr
magneto-optic
20 Preparari si caracterizari de
material supraconductoare, oxidice
si intermetalice
Supraconductibilitatea a) definitie, tip I si II
b) efectul Meisner (vortexuri
Abrikosov)
c) materiale si structuri cristaline
(material de tip 1, 2)
Aspecte introductive in teoria
supraconductibilitatii
a) teoria BCS
b) teoria Ginzburg-Landau
c) parametrii fi
camp critic 1, 2, termodinamic,
energie de suprafata N-S)
Parametrii critici si functionali a) retea vortex si pining; curenti
critici, Hirr, Hc2
b) dinamica de vortex si retea de
vortex
c) masuratori ale parametrilor critici
(R(T,H), m (H, T, t), I-V)
Procesarea materialelor corp solid
compozite
a) alegerea conditiilor de procesare –
principii: diagrame de faza, etc
b) difuzia
c) microscopie (tipuri, principii) si
controlul tehnologic al
microstructurii: example
Spark Plasma Sintering a) sinterizarea : aspecte generale
teoretice
b) sinterizare prin SPS: specific si
procese deosebite, avantaje,
dezavantaje, aplicabilitate la diferite
clase de materiale
c) instalatie SPS: utilizare, specific,
rezultate si exemple
30 Știința suprafețelor Noțiuni fundamentale de fizică
atomică Postulatele mecanicii cuantice
Postulatul întâi. Stări cuantice.
Observabile, operatori. Principiul de
corespondență.
Postulatul măsurătorii. Probabilitatea
de a obține o anumită valoare în
urma unei măsurători.
Evoluția în timp a stării. Ecuația
Schrödinger. Cazul hamiltonianului
independent de timp.
Sisteme de particule identice.
Postulatul simetrizării (simetria
funcțiilor de undă). Fermioni și
bosoni
Tratarea cuantică a atomului de
hidrogen
Particula în câmp central. Separarea
variabilelor. Set de comutatori care
comută: {H, L2, Lz}; funcții și valori
proprii.
Ecuația radială, funcții proprii,
cuantificarea energiei.
Tabelul periodic al elementelor.
Atomi multielectronici
Principiul variațional. Metoda
câmpului self-consistent. Ecuația
Hartree.
Asimetria funcției de undă. Ecuația
Hartree-Fock.
Metode de aproximație. Ecuația
Thomas-Fermi.
Energii de legătură în ioni pozitivi și
negativi.
Interacțiunea sistemelor atomice cu
radiația. Absorbția de raze X Teoria perturbațiilor independente
de timp
Perturbații staționare, cazul
nedegenerat.
Perturbații staționare, cazul
degenerat.
Efectele Zeeman și Stark.
Teoria perturbațiilor dependente
de timp
Perturbații dependente de timp.
Regula de aur a lui Fermi.
Incertitudinea timp-energie
Interacțiunea radiației
electromagnetice cu sistemele
atomice. Coeficienți Einstein.
Absorbția de raze X
Secțiunea eficace de absorbție
atomică. Limite de absorbție.
Variații ale coeficientului de
absorbție în vecinătatea limitei. Zona
discretă și continuă. Spectroscopia
NEXAFS.
Structura fină extinsă a limitei de
absorbție de raze X. Spectroscopia
EXAFS.
Noțiuni fundamentale de fizica
solidului Structura cristalină a solidelor
Rețeaua cristialină. Rețele Bravais.
Sisteme cristaline.
Rețeaua reciprocă. Difracția de raze
X.
Zone Brillouin.
Structura electronică a corpului
solid
Aproximația electronilor liberi.
Densitatea de stări. Funcția de
distribuție. Concentrația de electroni
și energia totală a gazului de
elecroni.
Aproximația electronilor cuasiliberi.
Funcții Bloch. Zone Brillouin. Benzi
energetice. Masa efectivă.
Aproximația electronilor strâns
legați. Zone Brillouin. Benzi
energetice.
Clasificarea solidelor în metale,
semiconductori și izolatori.
Semiconductori dopați. Concentrații
de purtători, poziția nivelului Fermi.
Fenomene de transport în corpul
solid
Ecuația cinetică Boltzmann.
Conducția electrică în metale.
Heterostructuri metal-semiconductor.
Joncțiunea p-n.
Dispozitive fotovoltaice.
Spectroscopii de electroni: XPS și
AES Spectroscopia de fotoelectroni
(XPS)
Spectroscopia XPS, principii
generale.
Analiza elementală.
Senzitivitatea chimică.
Senzitivitatea la suprafață.
Curburi de bandă la contactul metal-
semiconductor. Aplicarea metodei
XPS pentru determinarea curburii de
bandă
Sateliți în spectrele XPS
Spectroscopia de electroni Auger
Efectul Auger
Metoda AES. Comparație cu metoda
XPS
Determinarea structurii de benzi a
corpului solid. Metoda ARUPS
Legea de dispersie în aproximația
electronilor liberi
Legea de dispersie în aproximația
electronilor cuasiliberi. Masa efectivă
Legea de dispersie în aproximația
electronilor strâns legați. Zone
Brillouin
Sisteme 2D. Grafene
Principiile metodei ARUPS
Metode structurale și morfologice în
corpul solid Difracția de electroni
Noțiuni generale privind fenomenele
de difracție. Impulsul transferat de
rețeaua cristalină.
Difracția de electroni lenți (LEED).
Difracția de electroni rapizi prin
reflexie (RHEED).
Reconstrucții de suprafață.
Difracția de fotoelectroni (XPD)
Microscopia de baleiaj cu efect
tunel (STM)
Tunelarea unei bariere de potențial.
Coeficienți de transmisie și reflexie
Principiul de funcționare al uni STM
Spectroscopia cu efect tunel (STS)
Microscopia de forță atomică
(AFM)
Principiul de funcționare al unui
AFM. Moduri de operare (contact,
noncontact, semicontact)
Metode derivate: MFM, EFM, PFM
30 Fizica Teoretica: Fizica sistemelor
mezoscopice si fenomene de
transport in materiale 2D
Efectul Hall cuantic
Formalismul Landauer-Buttiker
pentru transport.
Calculul rezistentei Hall intr-un
montaj cu 4 fire.
Realizare experimentala a efectului
Hall cuantic intreg in gazul de
electroni bidimensional.
Fizica grafenei Modelul tight-binding.
Calculul benzilor de energie la
reteaua hexagonala (grafena).
Determinarea experimentala a masei
efective a electronilor in grafena.
Efecte ale campului magnetic Cuantificarea Landau (nivele
Landau).
Nivele Landau in reteaua hexagonal
(grafena).
Observarea experimentala a nivelelor
Landau relativiste.
Materiale 2D Izolatori topologici (model teoretic
Kane-Mele).
Confirmare experimentala.
Efectul Hall cuantic de spin.
Fenomene de interferenta cuantica Efectul Aharonov-Bohm (descriere
generala).
Realizare experimentala.
Model matematic
30 Nanocristale de Ge/Si imersate in
matrice oxidica; nanomateriale si
nanostructuri; defecte in camp de
stress
Prepararea si de morfologia
structurilor de capacitor MOS pe
baza de nanocristale de Ge pentru
aplicatii de memorii nevolatile
Procese electronice in capacitorul
MOS ideal;
Prepararea structurilor de capacitor
MOS cu trei straturi pe baza de Ge in
HfO2: depunere prin pulverizare cu
magnetron si tratament termic pentru
nanostructurarea Ge;
Corelarea morfologiei structurilor cu
conditiile de preparare.
Proprietati de stocare de sarcina in
structuri de capacitor MOS cu trei
straturi pe baza de nanocristale de Ge
imersate in HfO2
Procese electronice in capacitorul
MOS neideal (sarcini fixe si mobile
in oxid, histerezis);
Studiul experimental al proprietatilor
de memorie ale structurilor: masurari
capacitate-tensiune, capacitate-
frecventa si capacitate-timp
(retentie);
Studiul influentei morfologiei
structurii asupra caracteristicilor de
memorie: dimensiunea si densitatea
si pozitia fata de substrat ale
nanocristalelor de Ge.
Proprietatile de fotoconductie ale
straturilor nanostructurate de Ge-
TiO2
Transport electric la intuneric si sub
lumina;
Prepararea straturilor de nanocristale
de Ge imersate in TiO2: depunere
prin pulverizare cu magnetron si
tratament termic pentru
nanostructurarea Ge;
Corelarea proprietatilor de
fotoconductie cu morfologia.
Defecte induse prin iradierea cu ioni
de I de 28 Mev in monocristale de Si
Crerarea de defecte prin iradiere;
Evidentierea experimentala a
defectelor: metoda curentilor
termostimulati fara camp electric
aplicat;
Determinarea parametrilor centrilor
de captura prin modelarea curbelor;
Modificarea parametrilor defectelor
de iradiere in camp de stress: Bi in Si
Metoda curentilor termostimulati
fara camp electric aplicat; teorie si
experiment;
Influenta stresului produs de ionii de
Bi stopati in reteaua cristalina a Si
asupra parametrilor centrilor de
captura.
Comparatie cu rezultatele obtinute pe
probele irradiate cu ioni de I de
aceeasi energie (28 MeV).
40 Proprietatile optice si structurale
ale calcogenidelor si materialelor
compozitelor pe baza de
nanotuburi de carbon si
nanoparticule calcogenice
Structura atomilor si tabelul periodic;
Legatura chimica
1) Structura atomilor
2) Legaturile chimice si fizice:
Legatura ionica; Legatura covalenta;
Legatura metalica; Legatura de
hidrogen; Interactia van der Waals
3) Hibridiarea sp3, sp2 si sp
Structura si proprietatile optice ale
calcogenidelor
1) Structuri cristaline: Aranjamente
periodice de atomi; -Tipuri
fundamentale de retele; Pozitia si
orientarea planelor in cristale
2) Proprietatile luminescente ale
materialelor calcogenice
3) Proprietatile vibrationale –
spectroscopia Raman
Metode de studiu al retelelor
periodice folosind difractia de raze X
1) Notiuni teoretice privind difractia
pe cristale : Legea lui Bragg, Metoda
Laue; Deducerea lui Laue pentru
amplitudinea undei imprastiate;
Reteaua reciproca; Constructia
Ewald; Zonele Brillouin
2) Modul de operare al
difractometrelor de raze X - Metoda
pulberilor si a filmelor subtiri
3) Difractia razelor X pe materialele
calcogenice
Depuneri de straturi subtiri pe baza
de calcogenide
1) PLD
2) Evaporarea termica
3)Metoda Langmuir Blodgett
Caracteriarea optica a calcogenidelor 1) Principiul de functionare al unui
microscop electronic cu baleiaj si
caracteriarea calcogenidelor prin
SEM
2) Principiul de functionare al unui
microscop de forta atomica si
caracterizarea calcogenidelor prin
AFM
3) Spectroscopia de absorbtie UV-
VIS
50 Sinteza si caracterizarea de
nanostructuri semiconductoare si
izolatoare.
Sinteza si proprietatile optice ale
filmelor subtiri.
Legatura ionica.
Aspecte generale privind prepararea
filmelor subtiri prin metode chimice
– Exemplificari: reactii chimice
implicate in sinteza ZnO prin metoda
sol-gel, depunerea din baie chimica,
electrodepunerea si depunerea
autocatalitica.
Informatii furnizate de spectroscopia
optica – Metode de investigare.
Notiuni fundamentale despre
structura moleculara.
Atomi: Structura atomului.
Orbitali moleculari hibridizati.
Legaturi duble si triple.
Nivele de energie ale orbitalilor
moleculari.
Legaturi chimice; identificarea
gruparilor functionale.
Legatura covalenta – legaturi σ,
legaturi σ (pp) si .
Teoria electronica a legaturilor
chimice, legatura coordinativa,
polaritatea legaturilor covalente,
efectul inductiv.
Spectroscopia in infrarosu.
Notiuni de cristalografie. Reteaua cristalina. Elementele de
baza: vectori de translatie; celula
primitiva; tipuri de retele;
elemente de simetrie.
Difractia de raze X pe un cristal ca
reflexie pe planele cristaline. Relatia
Bragg.
Factorul de structura.
Notiuni de baza de spectroscopie
RES.
Defecte punctuale in reteaua
cristalina.
Hamiltonianul de Spin. Tipuri de
interactiuni si modul in care
afecteaza spectrele RES.
Fenomenul de rezonanta electronica
de spin (RES). Domeniul de aplicatii
si informatii obtinute cu
spectroscopia RES.
50 Microscopie electronica Difractia electronilor in cristale Reteaua cristalina. Elementele de
baza: vectori de translatie; celula
primitive; tipuri de retele; elemente
de simetrie
Teoria cinematica a difractiei de
electroni
Defecte structurale (vacante,
interstitiali, dislocatii, defecte
planare)
Difractograme de electroni si imagini
in microscopia electronica prin
transmisie
Reteaua cristalina: Reteaua reciproca
Geometria difractogramelor de
electroni: monocristal, policristal,
indexarea difractogramelor de
electroni
Formarea imaginii in TEM:
asemanari si deosebiri intre modurile
de lucru CTEM, HRTEM si STEM
Notiuni de microscopie electronica
prin transmisie conventionala
Atomi: Structura atomului
Contrastul de difractie in microscopia
electronica prin transmisie
Tehnici de preparare a probelor in
microscopia electronica
Notiuni de microscopie electronica
analitica de inalta rezolutie
Atomi: Atomul de hidrogen
Contrastul de faza si contrastul de
masa in microscopia electronica prin
transmisie
Tehnici analitice in microscopia
electronica: EELS
Notiuni de microscopie electronica
analitica cu baleiaj
Atomi: Tabelul periodic, straturi de
electroni, regulile lui Hund
Microscopia electronica cu baleiaj:
principiul de functionare si tipuri de
contrast
Tehnici analitice in microscopia
electronica: EDS
50 Nanostructuri bioactive Notiuni de magnetism 1 a. Notiuni generale de magnetism
(camp magnetic, inductie magnetica,
susceptibilitate si permeabilitate
magnetica, magnetizare, spin)
b. Modele curbe de incalzire pentru
fluide magnetice in campuri
magnetice variabile
c. Determinarea SAR din datele
experimentale
Semiconductori si fotocataliza a. Densitatea de puratori in
semiconductori intrinseci
b. Dopaj. Densitatea de purtatori in
semiconductori extrinseci
c. Procese fotocatalitice pe suprafata
nanomaterialelor semiconductoare
Notiuni de cristalografie a. Elementele de baza: vectori de
translatie; celula primitive; tipuri de
retele; elemente de simetrie
b. Reteaua reciproca
c. Defecte structurale (vacante,
interstitiali, dislocatii)
Proprietati coloidale ale
nanomaterialelor
a. Stabilitatea coloidala a
nanomaterialelor
b. Potentialul Zeta
c. Marimea hidrodinamica
Notiuni de magnetism 2 a. Metode de determinare a
proprietatilor magnetice ale materiei
condensate – Principii fizice de
functionare VSM, SQUID
b. Puterea disipata intr-un ferofluid in
camp magnetic variabil
c. Forme de magnetism:
diamagnetism si paramagnetism
70 Pozitie CS in laboratorul acreditat
pentru analiza chimica a
materialelor avansate
Legatura chimica 1.Structura atomului
2.Legaturi puternice interatomice
(covalenta, ionica, metalica)
3.Legaturi slabe intermoleculare (van
der Waals, de hidrogen)
Echlibrul chimic in sisteme diverse 1.Echilibre acido-bazice (constante
de aciditate, bazicitate, relatia
Henderson)
2.Echilibre redox (constanta de
echilibru redox, relatia Nernst)
3.Exemple de reactii redox
Sinteze de materiale si compusi
oxidici semiconductori
Diagrame de faza
Echilibre in sisteme solid-gaz, solid-
lichid, solid-solid.
Exemple de tehnici experimentale
Noțiuni fundamentale de fizica
solidului
1.Structura cristalină a solidelor:
Rețeaua cristalină; Rețele Bravais.
Sisteme cristaline; Rețeaua
reciprocă. Difracția de raze X; Zone
Brillouin; Oscilațiile rețelei
cristaline. Fononi. Căldura specifică
fononică
2.Structura electronică a corpului
solid: Aproximația electronilor liberi;
Densitatea de stări. Funcția de
distribuție; Concentrația și energia
totală a gazului electronic; Căldura
specifică electronică; Aproximația
electronilor cuasiliberi. Funcții
Bloch; Zone Brillouin; Benzi
energetice; Masa efectivă;
Aproximația electronilor strâns
legați. (Din nou: Zone Brillouin.
Benzi energetice.); Clasificarea
solidelor în metale, semiconductori și
izolatori; Semiconductori dopați;
Concentrații de purtători, poziția
nivelului Fermi
3. Fenomene de transport în corpul
solid: Ecuația cinetică Boltzmann;
Conducția electrică în metale; Efecte
galvanomagnetice (Hall și
magnetorezistență); Heterostructuri
metal-semiconductor; Joncțiunea p-n;
Dispozitive fotovoltaice
Tehnici de analiza fizico-chimica a
suprafetelor:Spectroscopiile XPS şi
AES
1.Spectroscopia de fotoelectroni:
Spectroscopia de fotoelectroni,
principii generale; Analiza
elementală; Senzitivitatea chimică;
Senzitivitatea la suprafaţă
2. Spectroscopia de electroni Auger;
Efectul Auger
3. Metoda AES. Comparaţia cu
metoda XPS