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
80
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 Engenharia dos Materiais e Engenharia de Micro e Nanotecnologia. 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
Os requisitos aconselháveis são a frequência da disciplina de propriedades físicas dos materiais bem como as propedeuticas de matemática, física e química
Conteúdo
Introdução: definição e caracterização dos diferentes tipos de semicondutores de estrutura cristalina, policristalina, amorfa e nanocristalina. Propriedades de transporte e comportamento físico dos diferentes tipos de semicondutores. Características funcionais dos materiais semicondutores 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 na concepção de dispositivos activos e sua funcionalidade: a junção (homo e hetero) díodo e a 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
Bibliografia principal
- 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.
Bibliografia secundária-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
Realizado através de aulas teóricas, teórico-práticas e laboratoriais, onde também se avalia o esforço do aluno em trabalhos extra sala de aula.
Método de avaliação
Frequência - É obtida pela realização dos trabalhos práticos de laboratório e sua discussão, necessitando para tal de ter média superior a 10 valores.
Método de aprovação à disciplina - Por recurso a três testes ou por exame final. Quer os testes quer o exame tem uma componente teórica e outra prática cuja cotação é de 50% cada.
Quer para os alunos que realizem testes, quer para os alunos que façam só o exame final, a média final é:
Nota Final= 60% (média dos 3 testes ou exame final) + 40% notas do relatório após discussão oral
Número de trabalhos práticos previsíveis realizar - 5 a 6 trabalhos de laboratório.
O relatório final conterá as diferentes componentes dos trabalhos de laboratório, cujo tratamento de dados será entregue durante a aula ou o no máximo na aula de laboratório seguinte.