- Oggetto:
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Materiali per l'elettronica con laboratorio
- Oggetto:
Materials for electronics with laboratory
- Oggetto:
Anno accademico 2016/2017
- Codice dell'attività didattica
- CHI0025/B
- Docente
- Prof. Ettore Vittone
- Insegnamento integrato
- Corso di studi
- Scienza e Tecnologia dei Materiali-Indirizzo Industriale
- Anno
- 3° anno
- Tipologia
- Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale e relazione laboratorio
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Saper individuare le principali caratteristiche fisiche dei materiali semiconduttori e le relative tecniche sperimentali per la loro caratterizzazione.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
- Conoscenza adeguata delle nozioni fondamentali per la comprensione dei fenomeni fisici alla base di alcune tecniche delle più diffuse tecniche sperimentali per la caratterizzazione di materiali e dispositivi a semiconduttore.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- capacità di applicare la conoscenza dei modelli fondamentali della Fisica dei Semiconduttori per comprendere le principali caratteristiche dei dispositivi elettronici e sensori a semiconduttore.
- capacità di effettuare misure di laboratorio con l'utilizzo di strumentazione moderna seguendo un adeguato protocollo sperimentale volto alla caratterizzazione dei materiali per l'elettronica.
- capacità di interpretare i dati sperimentali attraverso una corretta trattazione statistica;
- capacità di redigere un resoconto scientifico in modo chiaro utilizzando una notazione scientifica corretta.
Knowledge and understanding:
- knowledge of the basic concepts regarding the properties of materials and basic semiconductor devices
- understanding of the functionalities of laboratory equipment and of relevant experimental techniques for the electronic characterization of materials and basic devices.
Applying knowledge and understanding:
- ability to understand and manage fundamental physical models of semiconductor physics to interpret the physical properties of semiconductor materials and devices.
- ability to evaluate the order of magnitude of the physical observables, to perform basic calculations and to solve simple problems relevant the properties of materials;
- ability to take experimental measurements, using modern instrumentation and adopting a suitable experimental protocol to characterize materials for electronics;
- ability to interpret the experimental data using a correct statistical data analysis;
- ability to write a clear scientific report, using correct scientific terminology
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
4.5 CFU (36 h) di lezioni frontali con esercitazioni in aula.
1.5 CFU (24 h) di attività in laboratorio e lezioni propedeutiche
Frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria.
La frequenza ai corsi di laboratorio è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.
4.5 CFU (36 h) lectures with classroom exercises
1.5 CFU (24 h) laboratory activities
The participation to the frontal lectures is not compulsory.
The participation to the ithe laboratory is mandatory for at least 70% of the time devoted to laboratory activities
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
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- Oggetto:
Programma
- Elementi di Fisica dei semiconduttori: teoria delle bande, elettroni e lacune nei semiconduttori.
- Drogaggio; metodi di sintesi di semiconduttori omogenei intrinseci e drogati
- Statistica dei portatori di carica. Significato fisico dei diagrammi a bande.
- Semiconduttori in condizioni di non equilibrio
- Trasporto di elettroni e lacune. Conducibilità, resistività, legge di Ohm. Fotoconducibilità, sensori di luce sensori di campo magnetico.
- Giunzioni p-n: Elettrostatica, caratteristiche capacità/tensione e corrente/tensione teoria del diodo ideale e reale.
- Diodi emettitori di luce. Principi di funzionamento di transistori bipolare a giunzione e transistori ad effetto di campo.
- Elementi di tecnologia dei dispositivi a semiconduttore.
Le attività di laboratorio verteranno sulla caratterizzazione opto-elettronica di materiali e dispositivi a semiconduttore:
- caratterizzazione mediante effetto Hall di campioni semiconduttori
- caratterizzazione elettronica di semiconduttori omogenei e/o eterogenei.caratterizzazione opto-elettronica di LED
- misura della gap di un materiale semiconduttore omogeneo mediante misure di trasmittanza e fotocorrente
- Elements of Semiconductor Physics: band theory, electrons and holes in semiconducting materials.
- Doping; synthesis methods of homogeneous intrinsic and doped semiconductor
- Charge carrier statistical distribution law. Physical meaning of the band diagrams.
- Semiconductors in non-equilibrium conditions.
- Transport of electrons and holes. Conductivity, resistivity and Ohm’s law. Photoconductivity, light and magnetic field sensors.
- P-n junctions: Electrostatics, capacitance/voltage and current/voltage characteristics, theory of the ideal and real diode.
- Light emitting diodes. Principles of BJT, JFET and FET.
- Elements of technology for microelectronics.
Practical classes - 2 CFU:
The activities in the laboratory regard the optoelectronic characterization of semiconductor materials and devices.
- Transmittance and photoconductivity measurements for the determination of the energy gap of a semiconductor.
- Electronic characterization of homogeneous and/or heterogeneous semiconductors.
- Electrical and optical characterization of light emitting diodes.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Testi consigliati e bibliografia
[1] Introduzione alla Fisica dello Stato Solido
Autore: Charles Kittel
Casa editrice: Casa Editrice Ambrosiana
ISBN: 978-88-08-18362-0
Disponibile presso la "Piccola Biblioteca di via Quarello"[2] Dispositivi a semiconduttore
Autore: S.M. Sze
Casa editrice: Hoepli
Disponibile presso la "Piccola Biblioteca di via Quarello"oppure l'edizione inglese:
[2] Semiconductor Devices
Autore: S.M. Sze
Edizione: 2002
Casa editrice: John Wiley & Sons
ISBN: 0471333727
[3] Principi di fisica dei semiconduttori
Autore: Mario GuzziEdizione: Milano 2004
Casa editrice: Hoepli
ISBN: 8820333813
Url: http://unito-opac.cineca.it/SebinaOpac/Opac?action=search&Isbn=8820333813[3] Fisica e tecnologia dei dispositivi a semiconduttore edizione italiana ampliata a cura di Paolo Antognetti.
Autore: Andrew S. Grove
Edizione: 4a edizione
Casa editrice: Franco Angeli
ISBN: 8820402531- Oggetto:
