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Oggetto:
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Fisica dei semiconduttori

Oggetto:

Semiconductor Physics

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Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN1461
Docente
Prof. Paolo Olivero (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
Anno
1° anno 2° anno
Periodo didattico
Terzo periodo didattico
Tipologia
D=A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/03 - fisica della materia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Modalità d'esame
La prova d'esame sarà orale di tipo tradizionale con domande da parte dei docenti su argomenti trattati nel corso e sulle relazioni di laboratorio.

The final test is a traditional oral exam with questions from the teachers on the topics from the programme and on the laboratory reports.

Prerequisiti
Contenuti dei corsi "Fisica dello Stato Solido" e "Laboratorio di Fisica della Materia"
Mutuato da
http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=8d92
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

- Fornire i concetti di base nella fisica dei semiconduttori (statistica dei portatori, meccanismi di conduzione).

- Fornire le conoscenze di base della fisica dei più importanti dispositivi elettronici (giunzioni p-n e Schottky, transistors a effetto di campo).

- Introdurre le procedure di caratterizzazione sperimentale delle celle fotovoltaiche.

- To provide the basic knowledge on the physics of semiconductor devices (carrier statistics, conduction mechanisms).

- To provide the basic knowledge of the physics of the most important electronic devices (p-n junctions, field effect transistors).

- To introduce the experimental procedures for the characterization of photovoltaic devices.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

  • comprensione dei concetti alla base delle proprietà elettriche dei materiali semiconduttori e dei dispositivi basati su di essi (giunzioni bipolari, cele fotovoltaiche, transistors)
  • comprensione delle modalita' di funzionamento di strumentazione di laboratorio e delle relative tecniche sperimentali per la caratterizzazione di dispositivi fotovoltaici

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

  • capacita’ di comprendere e padroneggiare i modelli fisici fondamentali per l'interpretazione dei fenomeni di trasporto elettrico nei semiconduttori e di funzionamento dei principali dispositivi basati su di essi (giunzioni bipolari, celle fotovoltaiche, transistors)
  • capacita' di effettuare misure di laboratorio con l'utilizzo di strumentazione moderna seguendo un adeguato protocollo sperimentale per la caratterizzazione di dispositivi fotovoltaici


Knowledge and understanding

  • understanding the basic concepts on the electrical properties of semiconducting materials and of related devices (bipolar junctions, photovoltaic cells, transistors)
  • understanding of the functionalities of laboratory equipment and of relevant experimental techniques for the characterization of photovoltaic devices

Applying knowledge and understanding

  • ability to understand and manage fundamental physical models to interpret charge transport mechanisms in semiconductors, as well as the functionalities of main related devices (bipolar junctions, photovoltaic cells, transistors)
  • ability to take experimental measurements, using modern instrumentation and adopting a suitable experimental protocol for the characterization of photovoltaic devices
Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consisterà in un colloquio orale in cui si valuteranno:

- la comprensione dei contenuti delle lezioni frontali;

- i contenuti delle relazioni delle attività integrative di laboratorio.

The exam will consist in an oral colloquium in which the following aspects will be evaluated:

- understanding of the contents of the frontal lectures;

- contents of the reports of the supporting laboratory activities.

Oggetto:

Attività di supporto

Attività di supporto

Attività integrative in laboratorio:

- caratterizzazione di una giunzione p-n;

- caratterizzazione funzionale di una cella fotovoltaica.

Integrating laboratory activities:

- charcaterization of a p-n junction;

- functional characterization of a photovoltaic cell.

Oggetto:

Programma

- Breve richiamo ai concetti basilari della fisica dei semiconduttori

- Statistica dei portatori in semiconduttori intrinseci ed estrinseci

- Fenomeni di trasporto nei semiconduttori

- Giunione p-n: derivazione della legge del diodo

- Fisica e aspetti tecnologici dei dispositivi fotovoltaici

- Giunione metallo-semiconduttore: diodo Schottky

- Transistor a effetto di campo: JFET, MOSFET

- Short review on basic concepts in semiconductor physics

- Carrier statistics in intrinsic and extrinsic semiconductors

- Charge transport mechanisms in semiconctors

- p-n junction: derivation of the diode law

- Physics and technological aspects of photovoltaic devices

- Metal-semiconductor junction: Schottky diode

- Field effect transistors: JFET, MOSFET

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Testi consigliati e bibliografia

[1] S.M.Sze, "Semiconductor Devices, Physics and Technology, 2nd edition", John Wiley and Sons, USA, 2002

[2] A.S.Grove, "Fisica e tecnologia dei dispositivi a semiconduttore", 4a edizione, Ingegneria elettrica Franco Angeli, Milano 1985

[3] M.Shur, “Physics of semiconductor devices”, Prentice Hall series in Solid State electronics,New Jersey, 1990.

[3] J. I. Pankove, “Optical Processes in Semiconductors”, Dover

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Note

Questo corso è parzialmente mutuato (per 4 CFU) daIl corso Solid State Physics per la laurea magistrale in Scienza dei Materiali. Le lezioni di questa parte del corso (32 h di lezione frontale) saranno tenute in inglese, mentre altre 12 ore di docenza si baseranno su esperienze di laboratorio.

L'orario del corso per i primi 4 CFU è scaricabile a questo indirizzo (fare riferimento alla voce "SolStaPhy (Olivero)" nella tabella excel).

Le sessioni di laboratorio si svolgeranno presso il laboratorio di Fisica dello Stato Solido, 3° piano interrato, Istituto di Fisica, via P. Giuria 1.

Orario degli ultimi 2 CFU del corso

Data Orario Aula
Lun 19/05 9:00-11:00 Avogadro
Mar 20/05 9:00-11:00 Disegno (2° piano, Dip. Chimica, via P. Giuria 7)
Gio 22/05 9:00-11:00 Franzinetti
Lun 26/05 9:00-11:00 Avogadro
Mar 27/05 9:00-11:00 Disegno (2° piano, Dip. Chimica, via P. Giuria 7)
Gio 29/05 9:00-11:00 Franzinetti
Mar 03/06 9:00-11:00 Analitica (Dip. Chimica, via P. Giuria 5)
Gio 05/06 9:00-11:00 Franzinetti

 

Organizzazione laboratorio

Gruppo # Referente
4 U. VIgnolo
5 A. Marsicano
6 M. Bassignana
7 M. Capelli
8 F. Gedda
9 E. Monteil
10 G. Baravaglio

 

Data (14:00 - 18:00) Prima sessione Seconda sessione
Lun 19/05 4, 8
Gio 22/05  
Lun 26/05 5
Mar 27/05 7 10 
Mer 28/05 10
Gio 29/05 9  
Ven 30/05  
Mar 03/06 6  
Mer 04/06  

 

Four of the six credits of the Semiconductor Physics Course are shared with the Solid State Physics Course of the "Laurea Magistrale" in Material Science.

The time schedule of these lectures can be dowloade from this link (refer to the "SolStaPhy (Olivero)" item in the excel table).

These lessons (32 h.) will be held in English, while 12 hours will be devoted to practical sessions in the laboratory.

The laboratory sessions will take plance at the Solid State Physics Laboratory, 3rd level underground, Physics Institute, via P. Giuria 1.

 

Timetable of the last 2 CFU of the course

 

Date Orario Aula
Mon 19/05 9:00-11:00 Avogadro
Tue 20/05 9:00-11:00 Disegno (2nd floor, Chemistry Dept., via P. Giuria 7)
Thur 22/05 9:00-11:00 Franzinetti
Mon 26/05 9:00-11:00 Avogadro
Tue 27/05 9:00-11:00 Disegno (2nd floor, Chemistry Dept., via P. Giuria 7)
Thur 29/05 9:00-11:00 Franzinetti
Tue 03/06 9:00-11:00 Analitica (Chemistry Dept., via P. Giuria 5)
Thur 05/06 9:00-11:00 Franzinetti

 

Laboratory organization

Group # Contact
4 U. VIgnolo
5 A. Marsicano
6 M. Bassignana
7 M. Capelli
8 F. Gedda
9 E. Monteil
10 G. Baravaglio

 

Date (14:00 - 18:00) First session Second session
Mon 19/05 4, 8
Thur 22/05  
Mon 26/05 5
Tue 27/05 7 10 
Wed 28/05 10
Thur 29/05 9  
Fri 30/05  
Tue 03/06 6  
Wed 04/06 6  
Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 23/07/2014 09:12
Location: https://fisica.campusnet.unito.it/robots.html
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