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 supporto 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

ILARIA PALLECCHI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il corso si svolge nel primo semestre

Di norma nell'ultima settimana di settembre

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, condotto dal docente responsabile e dal codocente o da un altro esperto della materia, 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.