Fisica dei semiconduttori
Prerequisiti
Struttura a bande dei solidi cristallini.
Il corso è consigliato per il quarto e quinto anno.
Programma
A. Semiconduttori bulk
Stati elettronici e bande di energia nei semiconduttori bulk: approssimazione a banda singola, della funzione inviluppo a banda singola, della massa efficace. Equazione della funzione inviluppo multibanda: il modello di Luttinger-Kohn. Statistica dei portatori all'equilibrio. Trasporto elettronico, dinamica semiclassica. Oscillatore di Bloch. Effetto Zener. Proprietà ottiche: elementi di matrice interbanda, densità congiunta degli stati. Mobilità elettronica: diffusione da impurezze cariche, interazione fonone-elettrone, dipendenza dalla temperatura.
B. Eterostrutture e materiali 2D
Eterostrutture di semiconduttori: crescita e fabbricazione, allineamento delle bande. Stati elettronici e statistica dei portatori in superreticoli e buche di potenziale quantiche. Trasporto in superreticoli e pozzi quantici multipli (intra- e inter-banda). Diodi a effetto tunnel risonante. Gas elettronici bidimensionali: sistemi a modulazione di drogaggio e mobilità elettronica, grafene e altri materiali 2D. Effetti Hall quantistici. Proprietà ottiche delle eterostrutture: transizioni inter-sottobanda e interbanda. Laser a pozzi quantici e laser a cascata quantica.
Obiettivi formativi
Conoscenza delle proprietà (opto)elettroniche dei semiconduttori bulk e delle eterostrutture. Introduzione alle tematiche di ricerca più attuali nel campo delle eterostrutture e dei sistemi 2D.
Riferimenti bibliografici
J.M. Ziman, Theory of solids, Cambridge University Press
P.Y. Yu and M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors, Springer
S. Datta, Quantum Phenomena. Addison Wesley
J. Faist, Quantum Cascade Lasers, Oxford University Press
Moduli
| Modulo | Ore | CFU | Docenti |
|---|---|---|---|
| Supplementary teaching activity | 4 | 0 | Andrea Guerrini |
| Fisica dei semiconduttori | 40 | 6 | Fabio Beltram, Andrea Guerrini, Miriam Serena Vitiello |