Anno Accademico 2017/2018
- Docente: Nadia Camaioni
- Crediti formativi: 6
- SSD: CHIM/02
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Fotochimica e materiali molecolari (cod. 8026)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede le basi per lo studio dei processi elettronici e fotonici nei solidi molecolari e alcune nozioni relative ai materiali e ai dispositivi elettronici a base organica.
Contenuti
Il programma del corso è organizzato in 4 macro argomenti (moduli), preceduti da una panoramica introduttiva sugli obiettivi e vantaggi dell'elettronica organica, come di seguito riassunto:
1. Panoramica e vantaggi dell'elettronica a base di materiali organici
2. Materiali organici coniugati
2.1. Conducibilità elettrica, isolanti, semiconduttori e conduttori
2.2. Teoria delle bande e teoria degli orbitali molecolari
2.3. Solidi covalenti e solidi molecolari a confronto
2.4. Materiali a basso peso molecolare e polimeri: vantaggi e svantaggi
2.5. Cariche ed eccitoni
2.6. Dispositivi organici, iniezione ed estrazione della carica
2.7. Mobilità delle cariche e proprietà di trasporto dei solidi organici
3. Transistor ad effetto di campo a base di materiali organici
3.1. Principi di funzionamento del transistor ad effetto di campo di tipo MOSFET, caratteristiche di uscita e di trasferimento
3.2. Configurazioni dei transistor ad effetto di campo a base di materiali organici (OFETs)
3.3. Requisiti dei materiali organici per OFETs a canale n, a canale p e ambipolari
3.4. Ruolo del dielettrico e dell'organizzazione molecolare del film organico
4. Celle solari a base di materiali organici
4.1. Principi di funzionamento di una cella solare, caratteristica corrente-tensione, definizione dei parametri fotovoltaici
4.2. Fotogenerazione di eccitoni e formazione di coppie di cariche libere
4.3. Materiali elettron-donatori ed elettron-accettori, struttura bulk-heterojunction per lo strato attivo delle celle solari organiche
4.4. Requisiti dei materiali donatori ed accettori e ruolo della morfologia del layer attivo
4.5. Dye-sensitized solar cells (DSSCs) (accenni)
5. Diodi emettitori di luce a base di materiali organici (OLEDs)
5.1. Principi di funzionamento di un diodo emettitore di luce organico, caratteristica luminanza-tensione, caratteristica efficienza-tensione
5.2. Struttura dei dispositivi, hole-transporting layer, electron-transporting layer, emitting layer
5.3. Formazione degli stati emittenti, emettitori fluorescenti e fosforescenti
5.4. Requisiti dei materiali emettitori
5.5 Organic light-emitting transistors (OLETs) (accenni)
Testi/Bibliografia
Il materiale didattico sarà fornito dal docente in formato elettronico (copia delle presentazioni PowerPoint, review e articoli scientifici). Sono inoltre consigliati i seguenti testi:
1. M.C. Petty, “Molecular Electronics: from principles to practice”, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2007
2. M. Pope and C. E. Swenberg, “Electronic processes in organic crystals and polymers”, Oxford University Press, 1999.
Metodi didattici
Il corso Elettronica Organica: Materiali ed Applicazioni è un corso opzionale sulle proprietà dei materiali organici coniugati e sulle loro principali applicazioni nell'elettronica e nell'optoelettronica. Il corso è costituito da lezioni frontali e da esercitazioni di laboratorio. Queste ultime sono volte a dimostrare le modalità di processo dei materiali organici, la realizzazione su scala di laboratorio di dispositivi organici e la relativa caratterizzazione.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale (6 CFU) della durata di circa 30-40 minuti. Questa consiste in 3 principali quesiti su 3 differenti moduli del programma ed ha lo scopo di accertare a) l'acquisizione delle conoscenze e b) la capacità di elaborazione autonoma delle conoscenze acquisite.
Strumenti a supporto della didattica
Personal computer, videoproiettore, presentazioni Power Point, lavagna, laboratori.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Nadia Camaioni