OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di indagare e comprendere i meccanismi fisici alla base del funzionamento dei principali dispositivi utilizzati in elettronica e optoelettronica, partendo dalle proprietà dei materiali utilizzati per arrivare ai più recenti sviluppi tecnologici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo studente riceverà gli strumenti necessari a comprendere il funzionamento dei dispositivi elettronici più comuni ragionando in termini di struttura a bande di semiconduttori ed eterostrutture di semiconduttori, e proprietà di trasporto, analizzando il tipo di portatori coinvolti, le loro equazioni del moto e le loro proprietà. Esaminerà e sarà in grado di valutare i limiti fisici degli attuali dispositivi sia in termini di tecnologia utilizzata per la realizzazione sia in termini di materiali impiegati. Sarà inoltre capace di  valutare criticamente vantaggi e svantaggi delle nuove tecnologie proposte per garantire un incremento prestazionale simile a quello registrato nel recente passato (legge di Moore).

MODALITA' DIDATTICHE

lezioni frontali alla lavagna con l'ausilio di presentazioni powerpoint

PROGRAMMA/CONTENUTO

Semiconduttori: Richiami a struttura a bande, proprietà elettroniche e di trasporto.

Giunzioni: Crescita e fabbricazione delle eterostrutture - Allineamento delle bande e stati elettronici - Diffusione e ricombinazione – Trasporto - Gas elettronici a dimensionalità ridotta.

Dispositivi elettronici e optoelettronici: Diodi - Transistor bipolare a giunzione (BJT) - Transistor ad effetto di campo (JFET e MOSFET) - Tecnologia CMOS- LED – Fotorivelatori – Celle fotovoltaiche (cenni) - Laser a semiconduttore - Laser a pozzi quantici e laser a cascata quantica.

Sviluppi futuri dell’elettronica e optoelettronica: Nuovi materiali bidimensionali (grafene, xeni) - Spintronica

TESTI/BIBLIOGRAFIA

le dispense del corso sono rese disponibili su aulaweb subito dopo ogni lezione.

Testi consigliati:

- Struttura a bande e semiconduttori omogenei:

Kittel   “Introduction to solid state physics”

Brennan  “ The physics of semiconductors”

- Dispositivi:

Sze  “ Physics of semiconductor devices ”

Pulfrey and Tarr   “Introduction to microelectronic devices”

Streetman-Banerjee  “Solid state electronic devices”

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DANIELE MARRE' (Presidente)

CORRADO BORAGNO

FLAVIO GATTI

ILARIA PALLECCHI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il corso si svolge nel primo semestre.

L'inizio delle lezioni è fissato dal Manifesto degli Studi anno per anno.

Orari delle lezioni

MATERIALI E DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è orale e consiste nella discussione di una tesina su un argomento concordato tra docente e studente e in due o più domande sulla parte di corso non coperta dalla tesina.

La tesina prevede la stesura di un elaborato di max 10 pagine da consegnare almeno 3 giorni prima dell'orale ed è focalizzata di norma su recenti sviluppi di materiali o tecnologie per l'elettronica.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale è sempre condotto dal docente responsabile e dal codocente o da un altro esperto della materia ed ha una durata che varia tra circa 30 e circa 40 minuti.  E’ articolato sulla discussione di una tesina su un argomento concordato tra studente e uno dei docenti oltre ad un numero prefissato di domande (di norma due) che vertono sul programma d’esame e consente alla commissione di giudicare, oltre che la preparazione, il grado di raggiungimento degli obiettivi di comunicazione e la capacità di sintesi dello studente.

Con queste modalità la commissione è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titolare.