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Oggetto:

Materiali per l'elettronica con laboratorio

Oggetto:

Materials for electronics with laboratory

Oggetto:

Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
MFN1256/A
Docente
Prof. Ettore Vittone (Titolare del corso)
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/03 - fisica della materia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti
Matematica, Fisica Generale I e II, Chimica Fisica II, Metodologie di Caratterizzazione dei Materiali
Propedeutico a
Materiali per l'elettronica con Laboratorio, Modulo B
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

  • Sapere descrivere il moto elettronico all’interno dei solidi dal punto di vista classico, semiclassico e quantistico.
  • Padroneggiare le implicazioni della struttura periodica spaziale nei confronti delle onde, sia elettromagnetiche sia elettroniche.
  • Sapersi orientare all’interno di una situazione fisica relativa alle proprietà elettriche, termiche e ottiche nei solidi individuando le osservabili fisiche importanti e il loro ordine di grandezza.
Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione:

  • Conoscenza adeguata delle nozioni fondamentali per la definizione delle principali caratteristiche ottiche/elettroniche/termiche e strutturali dei materiali solidi.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

  • capacità di applicare la conoscenza dei modelli fondamenti della Fisica dello Stato Solido per comprendere le proprietà elettroniche/ottiche/strutturali e termiche dei materiali
Oggetto:

Modalità di insegnamento

Il modulo A dell'insegnamento "Materiali per l'elettronica con laboratorio prevede 6 CFU (48 h) di lezioni frontali

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta ed eventualmente prova orale

tale valutazione è volta a verificare la capacità dello studente a risolvere semplici problemi riguardanti le proprietà ottiche/elettroniche e termiche dei materiali allo stato solido.

La prova scritta consiste in 3 domande su argomenti trattati nel solo modulo A.  Domande simili saranno presentati durante le lezioni, e riportate alla voce materiale didattico (vedi Esercizi). La durata della prova scritta è di 2 ore. Non sarà consentito portare alla prova scritta libri o appunti; saranno disponibili dati essenziali (e.g. costanti fondamentali, tabella periodica degli elementi ed alcune formule fondamentali ) per poter svolgere gli esercizi. 

ESEMPIO DI PROVA SCRITTA

PROVA SCRITTA DEL 22-02-2016

Gli studenti che avranno riportato una valutazione superiore a 17/30, potranno richiedere di sostenere nella stessa sessione d'esame una prova orale che verterà sugli argomenti trattati durante il corso.

La valutazione del modulo A (prova scritta ed eventualmente prova orale) ha una validità di 12 mesi.  

Oggetto:

Attività di supporto

Seminari tematici  : 

Ven. 04.12.2015, Prof. Carlo Lamberti: "Diffrattometria a raggi x con luce di sincrotrone"

Ven. 11.12.2015, Dott. Antonino Germanotta: "Attività di ricerca e sviluppo presso OLSA-Optical lighiting systems" 

Ven. 18.12.2015, Dott. Federico Bosia: "Materiali Bioispirati

Ven. 15.01.2016, Dott. Diego Pellerej: "Attività di ricerca e sviluppo presso ITT-Friction Technologies"

Oggetto:

Programma

  1. Mar. 17.11.2015, h. 9.00-11.00, Aula 19: Introduzione; Struttura cristallina, ordinamento periodici degli atomi, modelli fondamentali di reticoli;  [1], Cap. 1
  2. Gio. 19.11.2015, h. 9.00-11.00, Aula 19: Struttura cristallina: Strutture cristalline semplici, sc,bcc,fcc,diamante, hcp, indici di Miller.   [1], Cap. 1
  3. Ven. 20.11.2015 h. 9.00-11.00, Aula 19: Struttura cristallina: Strutture cristalline semplici, sc,bcc,fcc,diamante, hcp, indici di Miller.   [1], Cap. 1
  4. Mar. 24.11.2015 h. 9.00-11.00, Aula 19: Diffrazione delle onde e reticolo reciproco, legge di Bragg, Ampiezza dell'onda diffusa. [1] Cap. 2.
  5. Mer. 25.11.2015 h. 9.00-11.00, Aula 19: Diffrazione delle onde e reticolo reciproco, Condizioni per la diffrazione, Zone di Brillouin. [1] Cap. 2.
  6. Ven. 27.11.2015 h. 9.00-11.00, Aula 19: Diffrazione delle onde e reticolo reciproco, Analisi di Fourier della base. [1] Cap. 2.
  7. Ven. 04.12.2015 h. 11.00-13.00, Aula 19: Analisi di Fourier della base. [1] Cap. 2. Seminario Prof. C. Lamberti: "Diffrazione a raggi x con luce di sincrotrone"
  8. Mer. 09.12.2015 h. 9.00-11.00, Aula 19: Legami nei cristalli: Cristalli nei gas nobili, l'interazione d van dew Waals-London, interazione repulsiva [1], Cap. 3.
  9. Gio. 10.12.2015 h. 11.00-13.00, Aula 19: Legami nei cristalli: Cristalli nei gas nobili, Costanti reticolari all'equilibrio, energia coesiva, Cristalli ionici, Energia elettrostatica o di Madelung. [1], Cap. 3.
  10. Mar. 15.12.2015 h. 11.00-13.00, Aula 19: Legami nei cristalli: Cristalli ionici, Calcolo della costante di Madelung, Cristalli covalenti, Metalli, Legame Idrogeno, Raggi Atomici e ionici. [1], Cap. 3. 
  11. Mer. 16.12.2015 h. 11.00-13.00, Aula 19: Analisi delle deformazioni elastiche, le componenti dello sforzo, Cedevolezza elastica e rigidità elastica, densità di energia elastica, costaqnti elastiche dei cristalli cubici, onde elastiche in cristalli cubici, Onde nella direzione [100]. [1] Cap. 3.
  12. Gio. 17.12.2015 h. 11.00-13.00, Aula 19: Introduzione alla dinamica di una catena monoatomica unidimensionale; [1], Cap. 4.
  13. Ven. 18.12.2015 h. 11.00-13.00, Aula 19: Dinamica di una catena monoatomica unidimensionale: modi di vibrazione, prima zona di Brillouin relazione di dispersione; ; [1], Cap. 4
  14. Gio. 07.01.2016 h. 11.00-13.00, Aula Magna Dip. Fisica: Dinamica di una catena monoatomica unidimensionale: Velocità di gruppo, Limite per lunghezze d'onda elevate; relazione di dispersione; Quantizzazione delle onde elastiche [1], Cap. 4.  
  15. Ven. 08.01.2016 h. 09.00-11.00, Aula Magna Dip. Fisica: Dinamica di una catena unidimensionale a base biatomica: modi di vibrazione, branche acustiche ed ottiche; quantizzazione delle onde elastiche; [1], Cap. 4. 
  16. Lun. 11.01.2016 h. 11.00-13.00, Aula G Dip. Fisica: Diffusione anelastica da parte dei fononi: esempi di spettroscopia ottica (Raman) e neutronica. Proprietà termiche; capacità termica fononica: Distribuzione di Bose Einstein, Conteggio dei modi normali, Densità degli stati in una dimensione, Densità degli stati in tre dimensioni; [1], Cap. 4 e 5.
  17. Mar. 12.01.2016 h. 11.00-13.00, Aula A Dip. Fisica: Modello di Debye per la capacità termica, La legge T3 di Debye; modello di Einstein. Interazione anarmoniche nei cristalli (Cenni). Conducibilità termica.; [1], Cap. 5.  Dispense
  18. Mer. 13.01.2016 h. 11.00-13.00, Aula Diagonale Dip. Chimica: Gas di elettroni liberi o di Fermi; livelli energetici in una dimensione; Effetti della termperatura sulla distribuzione di Fermi-Dirac; [1], Cap. 6. 
  19. Gio. 14.01.2016 h. 11.00-13.00, Aula Disegno Dip. Chimica: Gas di elettroni liberi in tre dimensioni. Capacità termica di un gas di elettroni. Conducibilità termica dei metalli; legge di Wiedelmann-Franz; [1], Cap. 6.  
  20. Ven. 15.01.2016 h. 11.00-13.00, Aula Disegno Dip. Chimica: Bande di energia: modello a elettroni quasi liberi, origine del gap di energia; [1], Cap. 7. 
  21. Lun. 18.01.2016 h. 1400-16.00, Aula Disegno Dip. Chimica: Le funzioni di Bloch, introduzione al modello di Kronig-Penney; [1], Cap. 7. 
  22. Mar. 19.01.2016 h. 14.00-16.00, Aula Diagonale Dip. Chimica: Il modello di Kronig Penney; [1], Cap. 7.
  23. Mer. 20.01.2016 h. 14.00-16.00, Aula Disegno Dip. Chimica: Numero di stati per banda, moto degli elettroni in una dimensione; [1], Cap. 7; 
  24. Gio. 21.01.2016 h. 14.00-16.00, Aula Disegno Dip. Chimica: Massa efficace di un elettrone; il concetto di lacuna, Differenza fra conduttori, semiconduttori ed isolanti; Dispense.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

[1] Introduzione alla Fisica dello Stato Solido
Autore: Charles Kittel
Casa editrice: Casa Editrice Ambrosiana
ISBN: 978-88-08-18362-0

Disponibile presso "Piccola Biblioteca di via Quarello"

Altri testi

[2] Solid state physics
Autore: Neil W. Ashcroft, N. David Mermin
Casa editrice: Singapore [etc.] : Brooks/Cole ; Thomson Learning XXI, 826 p. ; 24 cm
ISBN: 0030839939
Url: http://unito-opac.cineca.it/SebinaOpac/Opac?action=search&thNomeDocumento=UTO1230707T



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Ultimo aggiornamento: 22/02/2016 18:54