Il corso intende sviluppare capacità sperimentali di fisica dei materiali a semiconduttore,a partire da una piattaforma di conoscenze teoriche generali da acquisire durante il corso. L’attività di laboratorio approfondirà casistiche rilevanti ai fini applicativi per questa classe di materiali.
Luciano Colombo Fisica dei Semiconduttori
Casa editrice Zanichelli
ISBN 978-88-08-52054-8
Appunti del corso disponibili
su moodle in pdf
videolezioni registrate disponibili su webex
Obiettivi Formativi
- Acquisizione di conoscenze di base dei materiali semiconduttori.
- capacità di affrontare correttamente i problemi relativi alla valutazione dei parametri optoelettronici e termici di un materiale a semiconduttore.
- Capacità di affrontare una valutazione sperimentale dei parametri funzionali di materiali a semiconduttore
Prerequisiti
Conoscenze di geometria, analisi matematica, fisica classica secondo i programmi dei corsi obbligatori di una laurea triennale in ingegneria.
Metodi Didattici
Sono previste lezioni ed esercitazioni, oltre a dimostrazioni sperimentali eseguite in laboratorio o in aula utilizzando pacchetti applicativi educational e open source per la misura e l'analisi dei dati quali MATLAB, Arduino, excel.
Modalità di verifica apprendimento
La verifica finale consta di una prova orale. Al candidato è richiesto di saper esporre gli argomenti affrontati nel corso. In particolare, l'esame mira a verificare:
-la corretta conoscenza dei concetti di base di fisica dei semiconduttori.
- la capacità del candidato di affrontare correttamente la valutazione dei parametri operativi dei materiali a semiconduttore e di semplici dispositivi a giunzione, in riferimento all’attività di laboratorio effettuata durante il corso.
Programma del corso
1. Introduzione ai materiali semiconduttori
1.1 Il dualismo onda – particella; l’equazione di Schroedinger; cenni di
meccanica statistica classica e quantistica; i reticoli diretto e reciproco.
1.2 Diagrammi a bande di energia dei materiali semiconduttori; proprietà di
trasporto dei materiali semiconduttori; omo– ed etero– giunzioni pn.
2. Sensori a semiconduttore
2.1 Introduzione ai sensori a semiconduttore: ad effetto Hall; di temperatura;
fotocelle.
2.2 Misure ed analisi dei dati della risposta di sensori a semiconduttore in varie
condizioni operative.
3. Celle solari a semiconduttore
3.1 Introduzione ai principi fisici alla base delle celle solari a semiconduttore:
omogiunzioni, multigiunzioni, nanocomposite.
3.2 Misure ed analisi dati delle prestazioni ( caratteristica I-V, efficienza di
conversione ) di celle solari a semiconduttore in varie condizioni operative.
4. Rivelatori di radiazione a semiconduttore
4.1 Introduzione ai principi fisici alla base dei rivelatori a semiconduttore, con
particolare riferimento al monitoraggio di fasci di radiazione ed alle loro
applicazioni in fisica medica.
4.2 Misure e analisi dati ( caratteristica corrente – tensione, capacità – tensione,
efficienza di raccolta di carica ) di rivelatori a semiconduttore in varie condizioni
operative.