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Solid State Physics/A

 

Solid State Physics/A

 

Anno accademico 2017/2018

Codice attività didattica
CHI0027/A
Docente
Dott. Paolo Olivero (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/03 - fisica della materia
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Tipologia unità didattica
modulo
Corso integrato
Prerequisiti
  • Italiano
  • English

Concetti fondamentali di fisica dello stato solido (struttura cristallina, teoria delle bande elettroniche, portatori di carica, etc), contenuti dei seguenti corsi della laurea Triennale in Scienza e Tecnologia dei Materiali:
- "Metodologie di caratterizzazione dei materiali con laboratorio"
- "Materiali per l'elettronica con laboratorio"

 
 

Avvisi

Seminario "Cooperatively-enhanced atomic dipole forces in optically trapped nanodiamond containing NV centres in liquid"
 

Obiettivi formativi

  • Italiano
  • English

- Fornire i concetti di base nella fisica dei semiconduttori (statistica dei portatori, meccanismi di conduzione, teoria di Shockley-Read-Hall).

- Fornire le conoscenze di base della fisica dei più importanti dispositivi elettronici (giunzioni p-n e Schottky, transistors a giunzione bipolare e a effetto di campo, dispositivi CCD).

- Introdurre le procedure di caratterizzazione sperimentale of giunzioni bipolari e celle celle fotovoltaiche.

- Introdurre concetti di base per i sistemi a bassa dimensionalità

 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • Italiano
  • English

Conoscenza e capacità di comprensione:

  • Comprensione dei concetti alla base delle proprietà elettriche dei materiali semiconduttori e dei dispositivi basati su di essi (giunzioni bipolari e Schottky, celle fotovoltaiche, transistors, sistemi a bassa dimensionalità).
  • Comprensione delle modalità di funzionamento di strumentazione di laboratorio e delle relative tecniche sperimentali per la caratterizzazione di giunzioni bipolari e dispositivi fotovoltaici.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

  • Capacità di comprendere e padroneggiare i modelli fisici fondamentali per l'interpretazione dei fenomeni di trasporto elettrico nei semiconduttori e di funzionamento dei principali dispositivi basati su di essi (giunzioni bipolari e Schottky, celle fotovoltaiche, transistors)
  • Capacità di effettuare misure di laboratorio seguendo un adeguato protocollo sperimentale per la caratterizzazione di giunzioni bipolari e dispositivi fotovoltaici


 

Programma

  • Italiano
  • English

- Modello "tight binding"
- Statistica dei portatori in semiconduttori intrinseci ed estrinseci
- Teoria di Shockley-Read-Hall
- Meccanismi di trasporto nei semiconduttori
- Giunione p-n: derivazione della legge del diodo, diodo non ideale
- Fisica e aspetti tecnologici dei dispositivi fotovoltaici
- Giunione metallo-semiconduttore: diodo Schottky
- Tecnica DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy)
- Transistors: giunzione bipolare, JFET, MOSFET
- Dispositivi "Charge coupled device" (CCD)
- Sistemi a bassa dimensionalità (quantum well, quantum wire, quantum dot)

 

Modalità di insegnamento

  • Italiano
  • English

Il modulo è organizzato in 5 CFU (40 ore) di didattica frontale e 1 CFU (10 ore) di didattica di laboratorio.

La frequenza alle lezioni frontali è facoltativa, mentre è obbligatoria (frequenza minima 70%) per le sessioni di laboratorio.

I primi 3 CFU di didattica frontale saranno erogati in lingua inglese. La lingua in cui si terranno gli ultimi 2 CFU sarà concordata con gli studenti, sulla base delle loro richieste e della eventuale presenza di studenti stranieri.

Da questo modulo sono mutuati il corso Fisica dei Semiconduttori attivato presso il corso di Laurea Magistrale in Fisica e parte del corso Solid State Physics per il master inter-ateneo MaMaSELF.

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • Italiano
  • English

L'esonero relativo a questo modulo consisterà in un colloquio orale della durata di circa 30 minuti in cui si valuteranno:

- la comprensione dei contenuti delle lezioni frontali, sia per quanto riguarda la derivazione delle formulazioni che la risoluzione di semplici esercizi numerici;

- i contenuti delle relazioni delle attività integrative di laboratorio, che gli studenti sono chiamati a produrre a gruppi e consegnare almeno una settimana prima dell'esame.

Il voto finale relativo al corso risulta dalla valutazione congiunta dei docenti dei 2 moduli, sulla base dei voti riportati nei relativi esoneri.

 

Attività di supporto

Attività di supporto

  • Italiano
  • English

Attività in laboratorio:

- caratterizzazione di una cella fotovoltaica;

- caratterizzazione di una giunzione p-n a temperatura ambiente e in funzione della temperatura.

 

Testi consigliati e bibliografia

  • Italiano
  • English

[1] S.M.Sze, "Semiconductor Devices, Physics and Technology, 2nd edition", John Wiley and Sons, USA, 2002

[2] A.S.Grove, "Fisica e tecnologia dei dispositivi a semiconduttore", 4a edizione, Ingegneria elettrica Franco Angeli, Milano 1985

[3] M.Shur, “Physics of semiconductor devices”, Prentice Hall series in Solid State electronics,New Jersey, 1990.

[4] J. I. Pankove, “Optical Processes in Semiconductors”, Dover

 

Note

  • Italiano
  • English

Orario lezioni frontali

# lezione
data
orario
aula
 
     

Orario laboratorio

data
Gruppo 1
Gruppo 2
 
   

Composizione gruppi di laboratorio

# gruppo
membri
 
 

Appelli

# appello
data
orario
aula
1
27/06/2017
9:00
aula Verde
2
07/07/2017
9:00
aula Verde
3
18/09/2017
9:00
sala Castagnoli

 

Orario lezioniV

Lezioni: dal 01/03/2016 al 10/06/2016

Nota: Per l'orario delle lezioni consultare la pagina "Orario Lezioni" http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/do/lezioni.pl

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 18/07/2017 14:31
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