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Oggetto:
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Solid State Physics/A

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Solid State Physics/A

Oggetto:

Academic year 2014/2015

Course ID
CHI0027/A
Teacher
Prof. Paolo Olivero (Titolare del corso)
Modular course
Teaching period
Secondo semestre
Credits/Recognition
6
Course disciplinary sector (SSD)
FIS/03 - fisica della materia
Delivery
Tradizionale
Language
Italiano
Attendance
Facoltativa
Type of examination
Orale
Prerequisites

Concetti fondamentali di fisica dello stato solido (struttura cristallina, teoria delle bande elettroniche, portatori di carica, etc), contenuti dei seguenti corsi della laurea Triennale in Scienza e Tecnologia dei Materiali:
- "Metodologie di caratterizzazione dei materiali con laboratorio"
- "Materiali per l'elettronica con laboratorio"


Basic concepts of solid state physics (crystal structure, electronic bands, charge carriers, etc) included in the following courses of the Bachelor Degree in Materials Science and Technology:
- "Material characterization methods"
- "Materials for electronics with laboratory"
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Course objectives

-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 bipolari e a effetto di campo
- Introdurre le procedure di caratterizzazione sperimentale dei dispositivi
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 and Schottky junctions, bipolar and field effect transistors
- To introduce the experimental procedures for the characterization of
photovoltaic devices

Oggetto:

Results of learning outcomes

Conoscenza e capacità di comprensione:
- comprensione dei concetti alla base delle proprietà elettriche dei materiali semiconduttori e dei dispositivi basati su di essi: giunzioni, celle fotovoltaiche, transistors
- comprensione delle modalità di funzionamento di strumentazione di
laboratorio e delle relative tecniche sperimentali per la caratterizzazione di dispositivi fotovoltaici
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- capacità 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, celle fotovoltaiche, transistors
- capacità di effettuare misure di laboratorio con l'utilizzo di
strumentazione moderna seguendo un adeguato protocollo sperimentale

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

Oggetto:

Course delivery

Il corso è organizzato in 5 CFU (40 ore) di didattica frontale e 1 CFU (10 ore) di didattica di laboratorio.

The course is organized in 5 credits (40 hours) of frontal lectures and 1 credit (10 hours) of laboratory activities.

Oggetto:

Learning assessment methods

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.

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:

Program

Programma:
- Concetti introduttivi sulla fisica dei semiconduttori: struttura cristallina,
bande energetiche
- Statistica dei portatori di carica in semiconduttori intrinseci ed estrinseci
- Meccanismi di trasporto di carica e teoria di Shockley-Read-Hall
- Giunzione pn
- Dispositivi fotovoltaici
- Transistor a giunzione bipolare
- Transistor a effetto di campo JEFT
- Diodo Schottky
- Tecnica "deep-level transient spectroscopy"
- Giunzione metallo-isolante-semiconduttore
- Transistor a effetto di campo MOSFET

Program:
- Introductory concepts on semiconductor physics: crystal structure,
energy bands
- Charge carrier statistics in intrinsic and extrinsic semiconductors
- Charge transport mechanisms and Shockley-Reed-Hall theory
- PN junction
- Photovoltaic devices
- Bipolar junction transistor
- Junction-based field effect transistor
- Schottky diode
- Deep-level transient spectroscopy technique
- Metal-insulator-semiconductor junction
- Metal-oxide-semiconductor field effect transistor

Oggetto:

Suggested textbooks and readings

S. M. Sze, “Semiconductor Devices - Physics and Technology”, John
Wiley & Sons
- J. I. Pankove, “Optical Processes in Semiconductors”, Dover
- Dispense fornite dal docente

S. M. Sze, “Semiconductor Devices - Physics and Technology”, John
Wiley & Sons
- J. I. Pankove, “Optical Processes in Semiconductors”, Dover
- Notes produced by the teacher

Oggetto:

Note

Orario

# lezione
data
orario
aula
1
21/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
2
23/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
3
27/04/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
4
28/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
5
30/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
6
04/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
7
05/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
8
07/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
9
11/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
10
12/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
11
14/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
12
18/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
13
19/05/2015
8:00-11:00
D1, via Giuria 9
intro lab
20/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
14
25/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
15
26/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
16
28/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
17
04/06/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
18
08/06/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
19
09/06/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
20
TBA
TBA
TBA

Appelli

# appello
data
orario
aula
1
23/06/2015
9:00-13:00
Avogadro, via Giuria 1
2
22/07/2015
9:00-13:00
Avogadro, via Giuria 1

Organizzazione delle lezioni

- 40 ore (5 CFU): lezioni frontali
- 16 ore (1 CFU): attività di laboratorio e lezioni ad esse introduttive

Frequenza

Lezioni frontali: frequenza facoltativa
Lezioni di laboratorio: frequenza obbligatoria ad un minimo del 70% delle ore previste

Da questo corso è mutuato il corso "Fisica dei Semiconduttori" attivato presso il corso di Laurea Magistrale in Fisica.

Timesheet

# lecture
date
time
room
1
21/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
2
23/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
3
27/04/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
4
28/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
5
30/04/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
6
04/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
7
05/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
8
07/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
9
11/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
10
12/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
11
14/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
12
18/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
13
19/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
intro lab
20/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
14
25/05/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
15
26/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
16
28/05/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
17
04/06/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
18
08/06/2015
11:00-13:00
D1, via Giuria 9
19
09/06/2015
9:00-11:00
D1, via Giuria 9
20
TBA
TBA
TBA

Exams

# exam
date
time
room
1
23/06/2015
9:00-13:00
Avogadro, via Giuria 1
2
22/07/2015
9:00-13:00
Avogadro, via Giuria 1

Organization of the lectures

The course is organized as follows:
- 40 hours (5 CFU): frontal lectures
- 16 hours (1 CFU): laboratory sessions and relevant introductory lectures

Attendance

Frontal lectures: optional
Laboratory lectures: compulsory (minimum 70% of planned hours)

The "Semiconductor Physics" course activated at the Physics Master
Degree is mutuated from this course.

Oggetto:
Last update: 18/05/2015 11:12
Location: https://www.materials-science.unito.it/robots.html
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