DISPOSITIVI ELETTRONICI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2015/2016
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
4
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
28
Prerequisiti: 

Fisica dello stato solido, Fisica dei Semiconduttori

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Prova orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Apprendimento dei concetti fondamentali connessi con il funzionamento dei moderni dispositivi nanoelettronici e spintronici

Contenuti

1. Semiconduttori fuori equilibrio termico: Bassa iniezione.Equazione di continuità. Tempo
di vita. Lunghezza di diffusione. Ricombinazione superficiale. Processi di ricombinazione.
2. Giunzione p-n: Giunzione non polarizzata e polarizzata. Caratteristica corrente -
tensione in giunzioni ideali e reali. Capacità della giunzione. Breakdown. Modelli. Celle
solari. Diodi PiN.
3. Contatto metallo–semiconduttore: Diodo Schottky. Caratteristica I-V. Stati di
interfaccia. Contatti Ohmici.
4. Transitor bipolare a giunzione: Correnti. Funzionamento in modo attivo. Guadagno. JFET.
MESFET.
5. Metallo Ossido Semiconduttore: Struttura a bande. Capacitore MOS. Accumulazione,
svuotamento e inversione. Capacità. Effetto degli stati di interfaccia. Il MOSFET.
6. Evoluzione del MOSFET: SOI MOSFET, substrati ad alta mobilità, high-k, effetti
quantistici nel canale di inversione, effetto Hall quantistico, correnti di perdita.
7. Dispositivi elettronici a eterogiunzione: HBT, HEMT.
8. Dispositivi elettronici basati su effetti quantistici: diodi tunnel, Tunneling-FET, dispositivi
a bassa dimensionalità, Fin-FET, transitor a singolo elettrone (SET), Coulomb blockade,
Spin blockade.
9. Dispositivi di memoria non volatile: memorie FLASH.
10. Cenni ai dispositivi di memoria non volatile innovativi: nanocristalli, PCM, RRAM.
11. Dispositivi elettronici e spintronici emergenti: spin, valvole e transistor di spin, giunzioni
tunnel magnetiche.
12. Dispositivi a stato solido per computazione quantistica: cenni alla computazione
quantistica, qubit, spin in semiconduttori: manipolazione, entanglement, rivelazione.

Programma esteso

1. Semiconduttori fuori equilibrio termico: Bassa iniezione.Equazione di continuità. Tempo
di vita. Lunghezza di diffusione. Ricombinazione superficiale. Processi di ricombinazione.
2. Giunzione p-n: Giunzione non polarizzata e polarizzata. Caratteristica corrente -
tensione in giunzioni ideali e reali. Capacità della giunzione. Breakdown. Modelli. Celle
solari. Diodi PiN.
3. Contatto metallo–semiconduttore: Diodo Schottky. Caratteristica I-V. Stati di
interfaccia. Contatti Ohmici.
4. Transitor bipolare a giunzione: Correnti. Funzionamento in modo attivo. Guadagno. JFET.
MESFET.
5. Metallo Ossido Semiconduttore: Struttura a bande. Capacitore MOS. Accumulazione,
svuotamento e inversione. Capacità. Effetto degli stati di interfaccia. Il MOSFET.
6. Evoluzione del MOSFET: SOI MOSFET, substrati ad alta mobilità, high-k, effetti
quantistici nel canale di inversione, effetto Hall quantistico, correnti di perdita.
7. Dispositivi elettronici a eterogiunzione: HBT, HEMT.
8. Dispositivi elettronici basati su effetti quantistici: diodi tunnel, Tunneling-FET, dispositivi
a bassa dimensionalità, Fin-FET, transitor a singolo elettrone (SET), Coulomb blockade,
Spin blockade.
9. Dispositivi di memoria non volatile: memorie FLASH.
10. Cenni ai dispositivi di memoria non volatile innovativi: nanocristalli, PCM, RRAM.
11. Dispositivi elettronici e spintronici emergenti: spin, valvole e transistor di spin, giunzioni
tunnel magnetiche.
12. Dispositivi a stato solido per computazione quantistica: cenni alla computazione
quantistica, qubit, spin in semiconduttori: manipolazione, entanglement, rivelazione.

Bibliografia consigliata

R.F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals, Addison Wesley; M.S. Sze, Dispositivi
a semiconduttore, Hoepli; Note integrative del docente.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezione frontale