Semicondutores e Nanoestruturas
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2024-2025
02003034
Física Aplicada Tecnológica
Português
Inglês
Presencial
Semestral
6.0
Opcional
2º Ciclo - Mestrado
Conhecimentos de Base Recomendados
Conhecimentos de base de Física da Matéria Condensada.
Métodos de Ensino
Alguns dos tópicos serão abordados de forma expositiva, outros serão propostos ao estudante para desenvolvimento autónomo, após uma breve introdução nas aulas. Os alunos farão um conjunto de trabalhos laboratoriais na área. Os alunos deverão consultar bibliografia especializada sobre alguns dos tópicos cobertos pelo programa.
Resultados de Aprendizagem
Objetivos principais:
Conhecimento aprofundado da física dos semicondutores e do funcionamento dos dispositivos semicondutores mais importantes. Conhecimentos teóricos dos fenómenos físicos, incluindo a descrição quântica das propriedades da matéria. Capacidade de resolução de problemas relativos a esta matéria.
Objetivos secundários:
Desenvolvimento de capacidades laboratoriais, nomeadamente na utilização de equipamentos de medida de propriedades eléctricas de semicondutores tais como amplificadores lock-in, electrómetros, etc.
Desenvolvimento de capacidades de busca bibliográfica.
Familiarização com as fronteiras da investigação atual em semicondutores e suas aplicações.
Estágio(s)
NãoPrograma
Introdução aos materiais semicondutores. Electrões e lacunas electrónicas. Massa efectiva. Estrutura electrónica e estrutura de bandas.
Estatística dos portadores de carga.
Dinâmica de electrões e lacunas em campos eléctricos e magnéticos.
Semicondutores dopados.
Condução eléctrica e mecanismos de dispersão. Propriedades termoeléctricas.
Condução em campos magnéticos: ressonância de ciclotrão, efeito de Hall, e magnetoresistência.
Condução em campos eléctricos elevados (electrões "quentes").
Propriedades ópticas: Absorção fundamental. Excitações interbandas assistidas por fonões. Excitações por portadores de cargas livres. Fotocondutividade.
Difusão. Lei de Fick, relação de Einstein.
Dispositivos semicondutores .
Junção p-n.
Díodos Zenner, efeito de túnel e de Gunn.
LEDs e LASERs. Células fotovoltaicas e fotodíodos.
Transístor de junção e FETs.
Interface metal/semicondutor. Díodos de Schottky e MOSFETs.
Heteroestruturas. Pontos e poços quânticos. Super-redes.
Nanotecnologia.
Docente(s) responsável(eis)
José António de Carvalho Paixão
Métodos de Avaliação
Avaliação 1
Trabalho laboratorial ou de campo: 40.0%
Exame: 60.0%
Avaliação 2
Trabalho laboratorial ou de campo: 40.0%
Frequência: 60.0%
Bibliografia
Physics of Semiconductors - an introduction including nano physics and applications, 2nd edition, M. Grundmann, Springer (2010) ISBN: 3642138837
Band theory and the electronic properties of solids, J. Singleton, Oxford University Press (2001) ISBN: 0198506449
Optical properties of solids, 2nd edition Mark Fox, Oxford University Press (2010) ISBN: 0199573379
Solid State Physics, N.W. Ashcroft, D. Mermin, Holt-Sanders (1976) ISBN: 0030839939
Physics of Semiconductor Devices, M. Shur, Prentice-Hall International, Inc. (1990) ISBN: 0136667023.