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FISICA DELLO STATO SOLIDO

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2014/2015
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare FIS/01
Anno Primo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative affini ed integrative

Canale Unico

Docente GIACOMO MESSINA
Obiettivi Descrizione sintetica:
Nel corso di Fisica dello Stato Solido vengono fornite i concetti di base della meccanica quantistica e della fisica dei semiconduttori. Le conoscenze acquisite consentono allo studente di comprendere i fenomeni trasporto dei portatori nei semiconduttori, di generazione-ricombinazione, assorbimento ed emissione di fotoni alla base del funzionamento dei principali dispositivi elettronici e optoelettronici.

Acquisizione conoscenze su:
Fondamenti della Meccanica Quantistica. Bande di energia nei solidi. Strutture cristalline più importanti per la fisica dei semiconduttori. Meccanismi di trasporto dei portatori di carica nei semiconduttori. Proprietà ottiche dei semiconduttori. Elettrostatica della giunzione p-n.
Programma Introduzione alla struttura della materia
Modelli atomici – Crisi della Fisica Classica – Spettro del corpo nero - Effetto fotoelettrico – Effetto Compton - Relazione di De Broglie. - Modello atomico di Bohr.
Fenomeni ondulatori
Richiami di onde - Interferenza – Esperimento di Young - Diffrazione – Dispersione della luce -Diffrazione da singola e doppia fenditura.
Introduzione alla Meccanica Quantistica
Funzione d’onda - Equazione di Schrödinger- Principio di indeterminazione di Heisenberg –Evoluzione di un sistema quantistico – Particella libera – Particella in una buca di potenziale a pareti infinite e finite - Effetto tunnel - Oscillatore armonico – Oscillatore in campo elettrico esterno uniforme – Oscillatori accoppiati
Solidi
Materiali cristallini, policristallini ed amorfi - Strutture cristalline - Reticoli cristallini - Indici di Miller – Strutture cristalline del diamante (Si e Ge) e della zinco blenda (GaAs) – Vibrazioni di un reticolo monoatomico e di un reticolo biatomico – Zona di Brillouin - Relazione di dispersione =(k)
Bande di energia
Teorema di Bloch – Modello di Kronig-Penney – Relazione di dispersione E=E(k) – Classificazione dei materiali sulla base della struttura a bande: metalli, semiconduttori ed isolanti.
Semiconduttori
Gas di Fermi in una due e tre dimensioni – Densità di stati – Funzione di distribuzione di Fermi-Dirac – Densità degli stati occupati – Energia di Fermi - Richiami di– Calcolo della concentrazione di elettroni e lacune in banda di conduzione e in banda di valenza – Livello di Fermi in semiconduttori intrinseci e drogati – Densità efficace degli stati in banda di conduzione NC e di valenza NV - Legge di azione di massa - Semiconduttori a gap diretto e indiretto – Processi ottici nei semiconduttori - Fenomeni_Trasporto_nei_Semiconduttori – Cammino libero medio e tempo libero medio – Mobilità – Dipendenza della mobilità dalla temperatura e dalla concentrazione di impurità – Equazione di continuità – Bande di energia - Giunzione p-n – Diodo Tunnel
Testi docente Neamen D.A., “Semiconductor Physics and Devices”, Mc Graw Hill
S. Sze, Dispositivi a semiconduttore, Hoepli
Kittel “Fisica dello Stato Solido”, Boringhieri
Erogazione tradizionale Si
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta Si
Valutazione prova orale Si
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
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