Materiais Semicondutores

Objectivos

O principal objectivo é o de fornecer os conceitos básicos sobre os Materiais Semicondutores e dispositivos neles baseados aos estudantes das Licenciaturas em Física, Engenharia Física, Engenharia dos Materiais e Engenharia Electrotécnica.

Pretende-se assim congregar as noções da ciência e engenharia necessárias à compreensão do desempenho das diferentes categorias de materiais da electrónica usados na concepção e fabrico de dispositivos electrónicos e optoelectrónicos. Estes dispositivos operam normalmente por controlo do fluxo de electrões num semicondutor, de estrutura cristalina ou amorfa, onde as correspondentes propriedades físicas, químicas e eléctricas estão condicionadas aos arranjos estruturais e respectivas composições evidenciadas pelos semicondutores utilizados.

 

Caracterização geral

Código

1849

Créditos

6.0

Professor responsável

Isabel Maria Mercês Ferreira

Horas

Semanais - 5

Totais - 87

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não obrigatório mas é recomendado que os alunos tenham frequentado, a unidade curricular de propriedades físicas dos materiais, física 3 e as matemáticas

Bibliografia

Materiais semicondutores: Sumários alargados de Rodrigo Martins e Isabel Ferreira

Guiões dos trabalhos práticos de laboratório e séries de problemas fornecidos pelos Assistentes.

Introduction to Semicondutors Materials and Divices, M. S. Tyagi; Editor: Jonh Willy & Sons, 1991.

 Microelectronic Devices, Edward S. Yang, McGraw Hill, N.Y., 1988.- Semiconductor Devices, J. Singh, McGraw-Hill, 1994.

Solid State Physics, S. Omar, Cambridge Students, U.K. 1978.

Electronic Processes in Non-Crystalline Materials, N.F. Mott and E.A. Davis, Claredon Press, Oxford, 1978.

Elements of Solid State Physics, M. N. Rudden and J. Wilson, ed. John Wiley & Sons Ltd, 1993.

Physics of Semiconductor devices, Michael Shur, ed. Prentice Hall, Londres, 1990.

 

Método de ensino

Nas aulas teóricas é feita uma abordagem dos conceitos teóricos necessários para se entender os princípios físicos de funcionamento dos materiais semicondutores e dos dispositivos realizados com esses semicondutores. Os conceitos teóricos são depois aplicados na prática através da resolução de problemas e também de trabalhos práticos de laboratório onde são usadas as técnicas de caracterização eletrónica dos dispositivos abordados nas aulas (junção pn, transistor pnp e MOSFET).

As aulas teóricas são dadas com powerpoint e recurso ao quadro para explicar dúvidas colocadas pelos alunos ou detalhes importantes.

Método de avaliação

Nota da parte escrita NE: 2 testes (T1 e T2) ou exame.

Nota prática de laboratório incl. discussão: NL. 4 relatórios (75%) e discussão (25%)

Nota final= (2*NE+NL)/3

 

Restrições e outras informações:

Nota escrita maior que 8.5

Nota dos relatórios maior que 9.5

Admite-se que no exame os alunos possam efetuar ou T1 ou T2 ou T1 & T2.

Para terem frequência os alunos devem realizar todos os trabalhos práticos.

Entrega de relatórios: L1,  L2, L3 e L4, 7 dias depois da sua realização.

 

 

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Conteúdo

Introdução: definição e caracterização dos diferentes tipos de semicondutores de estrutura cristalina, policristalina, amorfa e nanocristalina. Semicondutores inorgânicos versus semiconduotres orgânicos. Propriedades de transporte e comportamento físico dos semicondutores. Características funcionais que determinam a forma de fabrico e a sua aplicabilidade em dispositivos semicondutores. As equações de transporte e as técnicas de caracterização das propriedades destes materiais. Aplicações dos materiais semicondutores em dispositivos activos: junção (homo e hetero) díodo e  junção Schottky – processamento, funcionalidade e aplicações de dispositivos de estrutura cristalina,amorfa e nanocristalina. Electrónica de materiais orgânicos e materiais naturais.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: