Física (plan 2002) 2016-1

Optativas, Temas Selectos de Estado Sólido I

Temas Selectos de Física del Estado Sólido 1

Física y Tecnología de Semiconductores Profesor: Juan Carlos Alonso Huitrón (curso de 3 horas a la semana)

Temario 1. Introducción (3 hrs)

1.1 Tipos de materiales semiconductores más importantes

1.2 Conductividad eléctrica y propiedades ópticas de semiconductores

1.3 Aplicaciones de semiconductores

1.4 Semiconductores en bulto y en película delgada

1.5 Estructuras cristalinas de algunos semiconductores

2. Estructura electrónica de sólidos (15 hrs)

2.1 Estructura electrónica de átomos

2.2 Estructura electrónica de moléculas diatómicas. Aproximación LCAO 2.3 Energía de enlace, enlace covalente y enlace polar o iónico.

2.4 Estructura electrónica de cadenas lineales periódicas. Primera zona de Brillouin. Bandas de energía y funciones de Bloch. Densidad de estados de energía.

2.5 Ocupación de niveles de energía.

2.6 Ecuación de movimiento de un electrón en un cristal unidimensional. Velocidad de grupo y masa efectiva. Concepto de hueco.

2.7 Estructura electrónica de bandas de energía directas e indirectas.

2.8 Estructura electrónica en dos y tres dimensiones

3. Teoría de bandas de semiconductores cristalinos ( 12 hrs)

3.1 Ocupación de bandas de energía de materiales conductores, semiconductores y aislantes.

3.2 Definición de bandas de valencia y de conducción en un semiconductor

3.3 Aproximación de la masa efectiva. Densidad de estados de energía

3.4 Concentración intrínseca de portadores en equilibrio térmico

3.5 Semiconductores extrínsecos. Impurezas donadoras y aceptoras.

4. Fenómenos de transporte de portadores (6 horas)

4.1 Arrastre de portadores. Movilidad

4.2 Conductividad eléctrica

4.3 Efecto Hall

4.4 Generación y recombinación de portadores

5. Preparación de semiconductores en bulto y en película delgada (12 horas)

5.1 Crecimiento de cristales. Técnicas Czochralski y proceso de zona flotante

5.2 Preparación de obleas de semiconductores

5.3 Clasificación de técnicas de preparación de películas delgadas

5.4 Técnicas PVD y CVD en vacío

5.5 Técnicas a presión atmosférica

Bibliografía

- S.M. Sze. Semiconductor Devices: Physics and Technology, John Wiley and Sons, New York, Ed. 1985. ISBN 0-471-83704-0

- Sutton Adrian.P., Electronic Structure of Materials, Oxford Science Publications, oxford, 1993, ISBN 0-19-851754-8

- Chopra KL, Thin Film Device Applications, Plenum Press, New York, 1983. ISBN 0-306-41297-7

- Donald A. Neamen, Semiconductor Physics and Devices, Irwin - McGraw Hill, Chicago, 1997. ISBN 0-256-20869-7

Evaluación: Exámenes parciales y exposición de temas