4 ECTS credits
105 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4017333FNR voor alle studenten in het 2e semester met een gespecialiseerd master niveau.

Semester
2e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Onderwijstaal
Engels
Onder samenwerkingsakkoord
Onder interuniversitair akkoord mbt. opleiding
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Verantwoordelijke vakgroep
Elektronica en Informatica
Externe partnerinstelling(en)
Universiteit Gent
Onderwijsteam
Dries Van Thourhout (titularis)
Onderdelen en contacturen
36 contacturen Hoorcollege
6 contacturen Werkcolleges, practica en oefeningen
6 contacturen Zelfstudie en externe werkvormen
Inhoud

This course is taught at UGent. See https://studiegids.ugent.be/2020/EN/studiefiches/E030782.pdf 

The course is divided into three  parts
part 1: Physics of semiconductors for photonic applications including
Overview of optoelectronics, advanced theory of band structures, Quantum confined semiconductor structures including strain, phonons in semiconductors, optical processes in semiconductors
part 2: Technologies: advanced crystal growth and epitaxial techniques, integration and packaging technolgies
part 3: Devices: photodetectors, light sources, light modulators,and miscellaneous devices

For all parts exercises and independent work will be organised

Overview of the basic properties of semiconductirs, comparitive study between a whole set of semiconductors (binary, ternay and quaternary compounds).
Electron wave function in semiconductors: derivation of the dispersion relations in the  conduction and valence band based on the k.p approximation

Heterostructures: boundary conditions, lattice matched and pseudomorphic structures, quantum wells, wires and dots based on the envelope function approximation
Phonons in semiconductors: acoustic, optical, transverse and longitudinal

Optical transition in semiconductors based on the Fermi's Golden Rule: absorption processes in direct and indirect semiconductors, interband and intraband transitions intervalley and intravalley, free carrier absorption, phononabsorption.

Technological overview of typical advanced technological processes and photonic integration techniques.

Photonic devices:
light sources: LEDS and lasers: gain, non-parabolic effects, strain,...
detectors: o.a. photoconductors, PN, PIN and avalanche photodiodes , Metal-Schottky, Quantum Well IR detectors, Quantum Dot IR detectors, Thermal photodetectors, Seebeck detectors
modulators, o.a. electro-absorption modulators, quantum confined Stark effect

Exercises aim to get the student more familiar with the theoretical concepts of the course.

Studiemateriaal
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Course text in English, Johan Stiens & Dries Van Thourhout
Handboek (Aanbevolen) : Physics of Photonic Devices, Shun Lien Chuang, 2de, Wiley, 9780470293195, 2009
Handboek (Aanbevolen) : Essentials of Semiconductor physics, Wenckebach, Wiley, 9780471965398, 1999
Bijkomende info

Course is lectured in the second semester. Lecture take place  in University of Ghent (UGent). 
Course text in English

https://studiegids.ugent.be/2020/EN/studiefiches/E030782.pdf 

Leerresultaten

Algemene competenties

The student will acquire an advanced theoretical framework (mathematical and quantum-mechanical tools) to design optoelectronic devices. He will get insight in the band structures of semiconductors and how they change in structures with reduced dimensions. He will get insights in the newest technologies to develop novel devices for the future. He will know the operation principles of a large set of photonic devices such as detectors, light sources, modulators and others.



The course will be a solid base to understand the operation of optoelectronic devices of today, and will be able to design novel devices for future based applications

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 55% van het eindcijfer

Examen Schriftelijk bepaalt 10% van het eindcijfer

WPO Groepswerk bepaalt 10% van het eindcijfer

WPO Presentatie bepaalt 25% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Mondeling Examen met een wegingsfactor 100 en aldus 55% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: At the end of part 1 of the course a project will be worked out by the students to get better insights into the concepts of the course. The final report of this assignment will be evaluated during an oral discussion. A partial exemption can be obtained for a maximum of 35% of the grand total.
    At the end of the academic year
    - an oral examination, prepared in a written way with a minimum of 55% of the grand total(2/3) with open book will be organized.
    - additionally an exercise exam with open book consulting, will be organized the same day with a minimum of 10% of the grand total.

Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Schriftelijk examen met een wegingsfactor 100 en aldus 10% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: Examination in the form of exercises with open book consulting

Binnen de categorie WPO Groepswerk dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Groepsrapport WPO met een wegingsfactor 100 en aldus 10% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: Final report of the groups work of an assignment of topics related to part 1 of the course held during the year

Binnen de categorie WPO Presentatie dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Discussie WPO rapport met een wegingsfactor 100 en aldus 25% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: The final report will be evaluated during an oral discussion with open book consulting

Aanvullende info mbt evaluatie

At the end of part 1 of the course a project will be worked out by the students to get better insights into the concepts of the course. The final report of this assignment will be evaluated during an oral discussion. A partial exemption can be obtained about this part of the theory can be obtained.
At the end of the academic year
- an oral examination, prepared in a written way within open book format will be organized.
- additionally an exercise exam within an open book format, will be organized the same day

Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de ingenieurswetenschappen: fotonica: Standaard traject
Master of Photonics Engineering: On campus traject (enkel aangeboden in het Engels)
Master of Photonics Engineering: Online/Digital traject (enkel aangeboden in het Engels)