84542 - SEMICONDUCTOR MATERIALS AND NANOSTRUCTURES

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student will learn the basic aspects of the physics of semiconducting materials, devices and interfaces, by studying in particular their transport and optical properties. He/she will be introduced also to quantum confinement effects in low dimensional systems and their application to optoelectronic and electronic devices.

Contenuti

• Fisica dei semiconduttori. Elementi di strutture cristalline, struttura a bande e livelli elettronici dei semiconduttori. Cristalli ideali e reali (ruolo dei difetti, delle superfici e delle interfacce). Semiconduttori intrinseci e drogati. Proprietà di trasporto, massa efficace, densità di corrente, conducibilità, meccanismi di generazione-ricombinazione. Modello Shockley Read Hall. Proprietà ottiche dei semiconduttori.
• Effetti di superficie e di interfaccia. La giunzione PN. Modello Schottky delle giunzioni metallo-semiconduttore. Struttura e diagramma a bande delle giunzioni metallo/ossido/semiconduttore, MOS in condizioni di forte inversione, introduzione agli effetti di confinamento quantistico.
• Confinamento quantistico nelle dimensioni 2, 1 e 0: ingegneria del band gap. Quantum wells, wires e dots. Proprietà elettriche ed ottiche dei semiconduttori a bassa dimensionalità. Crescita e deposizione di nanostrutture a semiconduttore. Effetti del confinamento quantistico in diversi potenziali di confinamento. Buche di potenziale e barriere rettangolari. Influenza sulle proprietà ottiche. Studio di nanostrutture a semiconduttore mediante metodi elettrici, ottici e microscopici.
• Applicazioni delle nanostrutture a semiconduttore. Dispositivi optoelettronici.
• Elettronica organica-ibrida: cenni storici e overview – La teoria dell'orbitale molecolare (MO-LCAO) – Generazione e trasporto dei portatori di carica – Metodi di crescita e deposizione – Impurezze, difetti e stati di trappola.
• Applicazioni di semiconduttori organici e ibridi: transistor organici a effetto di campo, dispositivi a emissione di luce, celle solari, fotorilevatori, bioelettronica organica

Testi/Bibliografia

Donald Neamen "Semiconductor Physics And Devices", McGraw-Hill Education, 2003

Grundmann M. The Physics of Semiconductors, Springer

M. Pope and C. E. Swenberg, “Electronic processes in organic crystals and polymers”, Oxford University Press, 1999.

W. Brütting, “Physics of Organic Semiconductors”, Wiley -VCH, 2008

M. Scwoerer, H. C. Wolf, “Organic Molecular Solids”, Wiley -VCH, 2007

Metodi didattici

• Lezioni;
• Discussione di gruppo su argomenti specifici;
• Un viaggio di istruzione viene organizzato annualmentepresso centri di ricerca o aziende di interesse per gli argomenti trattati nel corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione del raggiungimento dei risultati di apprendimento si basa sulle seguenti fasi:

• Presentazione orale di 5 minuti: con slides incentrate su uno degli argomenti del corso, includendo anche una ricerca recente dalla letteratura scientifica.

• Esame orale: la valutazione dei risultati di apprendimento del corso partirà dagli argomenti trattati nella relazione dello studente e coprirà i principali argomenti del corso.

VOTO FINALE: Il voto finale dipende dalla capacità dello studente nella presentazione e/o nell’analisi critica degli argomenti del corso. Espresso in trentesimi (/30). L’esame si intende superato con un voto ≥ 18/30.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

PC, proiettore, lavagna

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Laura Basiricò