Fisica dei Dispositivi a Stato Solido


ID corso

Docente

CFU

6

Durata

14 Settimane

Semestre DD

Primo


Dettagli del corso

Richiami di fondamenti di fisica dei solidi. Modello di Drude. Densità degli stati e statistica degli elettroni. Elettroni in una struttura periodica. Semiconduttori Massa efficace. Concentrazione dei portatori intrinseci. Drogaggio e portatori estrinseci. Scattering e mobilità dei portatori Trasporto in un campo (relazioni velocità-campo) e per diffusione Relazione di Einstein Break-down, Ionizzazione per impatto, Tunneling attraverso barriera. Processi ottici. Livelli quasi-Fermi Generazione e ricombinazione radiativa e nonradiativa. Deep traps (Shockley-Read-Hall). Equazione di continuità Correnti di spostamento e di diffusione. Equilibrio alla giunzione p-n. Polarizzazione del diodo Diodo reale. Eterogiunzioni Risposta temporale del diodo. Giunzione metallo semiconduttore Diodo Schottky Contatti ohmici. Isolanti e semiconduttori; Interconnessioni, Resistori, Sheet resistence. Funzionamento concettuale di un dispositivo bipolare. Caratteristiche I-V di un dispositivo bipolare. Parametri di funzionamento di un BJT. Alta frequenza/alta velocità. Dispositivi ad effetto di campo. Caratteristiche corrente-voltaggio Alta frequenza/alta velocità. Capacità MOS. Caratteristiche corrente voltaggio Dispositivi Reali. Inverter CMOS. ChargeCoupledDevice. Introduzione ai dispositivi optoelettronici. Assorbimento ed emissione da coppie di portatori. Giunzione p-n come rivelatore fotoconduttivo e dispositivo fotovoltaico. Diodo ad emissione di luce e laser a diodo. Guadagno ottico in un diodo laser. Propagazione all’interfaccia tra due dielettrici. Coefficienti di Fresnel. Principi di ottica guidata Guide d’onda planari e canali Modi di propagazione e tecniche di inserzione di luce in guida.

Obiettivi

OBIETTIVI FORMATIVI:
Descrizione e dimostrazione (anche attraverso alcune simulazioni sperimentali) delle proprietà di coerenza del primo e del secondo ordine di varie sorgenti di luce. La quantizzazione del campo elettromagnetico. Gli stati quantistici della radiazione elettromagnetica

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Acquisizione dei principi generali e della fenomenologia della radiazione elettromagnetica.
Comprensione dell’interazione radiazione materia all’interno della teoria semiclassica e di quella quantistica. Comprensione delle pecularietà degli stati quantistici di radiazione rispetto agli stati classici.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Saper collegare la visione microscopica e quella macroscopica dell'assorbimento (le costanti ottiche). Preparazione e interpretazione di semplici esperimenti e dei limiti di applicabilità della teoria studiata

ABILITÀ COMUNICATIVE:
Descrizione e discussione degli esperimenti di laboratorio e delle condizioni sperimentali in rapporto alle conoscenze apprese.