Fisica dei semiconduttori

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. 

All’interno del corso è previsto lo svolgimento di esperienze individuali di laboratorio di carattere sperimentale (sistemi criogenici, micro e nanofabbricazione) o di modellizzazione al calcolatore delle etrostrutture.