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ELECTRÓNICA FÍSICA u Objetivo u Bases del programa u Estructura del programa u Bibliografía u Evaluación.

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Presentación del tema: "ELECTRÓNICA FÍSICA u Objetivo u Bases del programa u Estructura del programa u Bibliografía u Evaluación."— Transcripción de la presentación:

1 ELECTRÓNICA FÍSICA u Objetivo u Bases del programa u Estructura del programa u Bibliografía u Evaluación

2 Proporcionar una introducción a las propiedades de transporte de los semiconductores (estadística de electrones y huecos, dispersión de portadores, generación y recombinación de portadores fuera de equilibrio). Proporcionar una introducción a las propiedades de transporte de los semiconductores (estadística de electrones y huecos, dispersión de portadores, generación y recombinación de portadores fuera de equilibrio). Mostrar cómo esas propiedades, junto con las propiedades ópticas, determinan las características, eficiencia y limitaciones de algunos dispositivos electrónicos y optoelectrónicos básicos. Mostrar cómo esas propiedades, junto con las propiedades ópticas, determinan las características, eficiencia y limitaciones de algunos dispositivos electrónicos y optoelectrónicos básicos.

3 Bases del programa de Electrónica Física u Contenido fijado por el Descriptor Introducción a la física de semiconductores y dispositivos electrónicos u Orden de la exposición Estructura de bandas Propiedades de transporte u Selección de dispositivos a estudiar Dispositivos electrónicos u Dispositivos básicos que sirven de base a otros u Dispositivos que ilustran la influencia de las propiedades físicas del material

4 A) INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA DE SEMICONDUCTORES INTRODUCCIÓN A LAS PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE LOS SEMICONDUCTORES: TEORÍA SEMICLÁSICA. Lección 1. INTRODUCCIÓN A LAS PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE LOS SEMICONDUCTORES: TEORÍA SEMICLÁSICA. ESTADÍSTICA DE ELECTRONES Y HUECOS. Lección 2. ESTADÍSTICA DE ELECTRONES Y HUECOS. TEORÍA GENERAL DE LAS PROPIEDADES DE TRANSPORTE. Lección 3. TEORÍA GENERAL DE LAS PROPIEDADES DE TRANSPORTE. DISPERSIÓN DE LOS PORTADORES. Lección 4. DISPERSIÓN DE LOS PORTADORES. PORTADORES FUERA DE EQUILIBRIO. Lección 5. PORTADORES FUERA DE EQUILIBRIO.

5 B) FÍSICA DE LOS DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS BÁSICOS EL DIODO TÚNEL Y LAS HETEROUNIONES PN Lección 6. EL DIODO TÚNEL Y LAS HETEROUNIONES PN DIODOS SCHOTTKY Y DISPOSITIVOS MOS Lección 7. DIODOS SCHOTTKY Y DISPOSITIVOS MOS DISPOSITIVOS GUNN. Lección 8. DISPOSITIVOS GUNN. CÉLULAS SOLARES. Lección 9. CÉLULAS SOLARES. FOTODETECTORES Lección 10. FOTODETECTORES DISPOSITIVOS EMISORES: LEDS. Lección 11. DISPOSITIVOS EMISORES: LEDS. EL DIODO PN Y EL DIODO TÚNEL. EL DIODO PN Y EL DIODO TÚNEL. LÁSERES SEMICONDUCTORES Lección 12.- LÁSERES SEMICONDUCTORES

6 BIBLIOGRAFÍA Física de semiconductores : - "Semiconductor physics", K. Seeger, Ed. Springer-Verlag, Berlín, "Física del estado sólido y de semiconductores", J.P. McKelvey, Ed. Limusa, Méjico, "Physics of semiconductors, B. Sapoval, C. Hermann, Springer-Verlag, "Semiconductor physical electronics", S.L. Sheng, Ed. Plenum Press, New York, Fundamentals of semiconductors, P.Y. Yu y M. Cardona, Springer- Verlag, "Basic semiconductor Physics", C. Hamaguchi, Springer-Verlag, Berlín "Physique des semiconducteurs et des composants électroniques", H. Mathieu, Masson, Paris, "La physique des semiconducteurs", P. Kireev, Ed. Mir, Moscú, "Física de los semiconductores", K.V. Shalimova, Ed. Mir, Moscú, 1975.

7 BIBLIOGRAFÍA Dispositivos electrónicos: : - "Physics of semiconductor devices", S.N. Sze, Ed. John Wiley, New York, "Fundamentos de electrónica física y microelectrónica", J.M. Albella, J.M. Martínez-Duart, Ed. Addison-Wesley/U.A. Madrid, "Physique des semiconducteurs et des composants électroniques", H. Mathieu, Masson, Paris, Dispositivos optoelectrónicos: "Optical electronics", A. Yariv, Ed. HoltSaunders, "Optoélect ronique", E. Rosencher, B. Vinter, Ed. Masson, Paris, 1998

8 BIBLIOGRAFÍA Física de los sólidos : - "Solid state physics", N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Ed. Holt-Saunders, "Introduction to solid state physics", C. Kittel, Ed. John Wiley, "Solid state physics", H. Ibach, H. Lüth, Ed. Springer-Verlag, Berlín, "Introduction to solid state theory", O. Madelung, Ed. Springer-Verlag, Berlín, 1981

9 EVALUACIÓN EXAMEN : Una parte de teoría, consistente básicamente en cuestiones (3/4) y otra de problemas (1/4). Se podrá presentar un trabajo bibliográfico para subir nota (hasta 1 punto). TRABAJO/EXPOSICIÓN Presentación de un trabajo bibliográfico relacionado con los contenidos de la asignatura y exposición pública de dicho trabajo. El tema del trabajo puede ser sobre un semiconductor y sus aplicaciones a dispositivos o sobre un dispositivo con una introducción sobre los semiconductores que se usan en su fabricación.

10 Semiconductores elementales Estructura diamante Configuración sp 3

11 Semiconductores compuestos Estructura zinc-blenda Configuración sp 3 III-V: GaAs, InP, GaN, etc II-VI: ZnSe, CdTe, HgSe, etc

12 Estructura zinc-blenda Configuración sp 3 Coordinación tetraédrica Enlace covalente Estructura NaCl Capas completas Coordinación octaédrica Enlace iónico GaAs, ZnSe, CuBr MgO, KCl

13 Enlace químico 2 Estados 2 Antienlazante Enlazante

14 Orbitales s del carbono en la molécula de benceno E E E E

15 Molécula de Buckminster-fullereno

16 Banda de conducción (vacía) Estructura electrónica de los semiconductores Banda prohibida Banda de valencia (llena) ECECECEC EgEgEgEg EVEVEVEV

17 Estados electrónicos en el campo periódico Funciones de Bloch

18 Naturaleza química de las bandas Centro de zona: k=0 Bandas s Estado enlazante + + a

19 Borde de zona: k= /a Bandas s Estado antienlazante a

20 a Valor intermedio de k : 0

21 Centro de zona: k=0 Bandas p Estado antienlazante a

22 Borde de zona: k= /a Bandas p Estado enlazante a

23 ECECECEC EgEgEgEg EVEVEVEV Estructura de bandas del silicio Bandas p Bandas s (100) (010) (001)

24 Banda prohibida Banda de valencia (llena) ECECECEC EgEgEgEg EVEVEVEV Banda de conducción (vacía) Estructura de bandas del silicio Bandas p Bandas s

25 E k EgEg EvEv EcEcGaAsZnSe

26 InSe (E g =1.4 eV) GaSe (E g =2.0 eV) GaS (E g =2.5 eV)

27 C-d (4 eV) BN (4 eV) BeO (5 eV) GaN (3.3 eV) Si (1,06 eV) AlP (2,5eV) MgS (4 eV) GaP (2.0 eV) Ge (0.66eV) GaAs (1.4 eV) ZnSe (2.6 eV) GaAs (1.4 eV) Sn (0,02 eV) InSb (0.2 eV) CdSe (2 eV) GaSb (0.7 eV)

28 GaAsZnSe

29 GaAs (directo) Si (indirecto) E k EgEg EvEv EcEc k E EgEg EvEv EcEc

30 h (eV) GaN, ZnO GaP GaAs Ga x Al 1-x As x P 1-x Ga x In 1-x As x Sb 1-x Ga x In 1-x N Sn x Pb 1-x Se x Te 1-x Si Emisión Detección Ga x In 1-x As x Ge InSb Hg x Cd 1-x Te x Aplicaciones Teledetección Análisis Comunicacionesópticas Análisis ZnSe, ZnTe GaN, ZnO ( m) AlN, BeO

31 LEDS y láseres de GaN


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