Materiais Semicondutores
Código
1849
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Ciências dos Materiais
Créditos
6.0
Professor responsável
Isabel Maria Mercês Ferreira
Horas semanais
5
Total de horas
52
Língua de ensino
Português
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.
Pré-requisitos
Necessário ter Física I e Matemática I. Recomendado ter Propriedades físicas dos Materiais e técnicas de caracterização de nanomateriais
Conteúdo
Introdução: definição e caracterização dos diferentes tipos de semicondutores de estrutura cristalina, policristalina, amorfa e nanocristalina. 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. As junções transístor bipolar (pnp, npn, pin) e transístor unipolar (JFET, MESFET e MOSFET): caracterização física, funcionalidades e aplicações. Dispositivos de acoplamento de carga e memórias não voláteis. Nanodispositivos.
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
O ensino é realizado através de aulas teóricas, práticas e laboratoriais, onde também se avalia o esforço do aluno em trabalhos extra sala de aula.
Frequência obtida através dos Relatórios dos trabalhos de laboratório.
Nota Final= (2*Nota dos Testes + Trab. Práticos)/3 ou
Nota Final= ((2*Nota Exame+ Trab. Práticos)/3.
Serão realizados três testes porque a matéria é bastante vasta e de dificuldade alta.
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