CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Primo
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. Principali elementi diei circuiti di fotonica integrata.
OBIETTIVI FORMATIVI:
Comprensione delle proprietà fisiche alla base del funzionamento dei principali dispositivi a stato solido con riferimento alle proprietà elettroniche ed ottiche dei semiconduttori.
Coerentemente con gli obiettivi formativi del Corso di Studio previsti dalla scheda SUA-CdS, l'attività formativa si propone di fornire allo studente le seguenti conoscenze e abilità
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Capacità di mettere in relazione le caratteristiche fisiche dei materiali con i parametri di funzionamento del dispositivo.
Il corso si propone di stimolare quelle capacità di apprendimento che consentano loro di continuare a studiare per lo più in modo auto-diretto e autonomo i temi della ricerca avanzata nel campo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Applicare la comprensione dei principi di base alla determinazione dei parametri di funzionamento di alcuni dispositivi propedeutica alla analisi e alla progettazione dei dispositivi a stato solido.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Lo studente dovrà sviluppare la capacità di integrare le conoscenze e gestire la complessità, nonché di organizzare l'approfondimento tematico per ampliare la comprensione dei fenomeni fisici.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Lo studente dovrà saper descrivere in modo chiaro e privo di ambiguità i fenomeni fisici, nonché le conoscenze a esse sottese, a interlocutori specialisti e non specialisti
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Deve dimostrare conoscenze e capacità di comprensione che estendono e rafforzano quelle tipicamente associate al primo ciclo e consentono di elaborare e/o applicare idee originali, anche in un contesto di ricerca