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 - 4

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:  avaliação continua ou exame.

A avaliação continua é constituída por questões individuais após cada uma das aulas, quer téorica, quer prática. A nota da avaliação continua conta com 50% questões teóricas e 50% questões prática (exercícios). 

Se o aluno optar por não realizar a avaliação contínua pode realizar o exame desde que tenha frequência nos trabalhos laboratoriais.  

O exame terá também toda a matéria 50% questões teóricas, 50% questões práticas.

Os laboratórios são obrigatórios e darão frequencia á unidade curricular. A nota tem uma componente experimental e outra escrita (relatório) onde é avaliada a capacidade do aluno de sintetizar e reproduzir as experiências realizadas.

Nota prática de laboratório incl. discussão: NL. 4 relatórios (35%),  discussão (30%), realização da experiência (35%)

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

 

Restrições e outras informações:

Nota média da parte escrita maior que 8.5

Nota de cada um dos relatórios maior que 9.5.

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

Entrega de relatórios: No dia em que realiza a actividade experimental.

 

 

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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: