El objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran un conocimiento básico de los fundamentos de la física del estado sólido aplicados a materiales electrónicos, y de las propiedades electrónicas y ópticas de los semiconductores. La asignatura culmina con la aplicación de dichas propiedades a distintos dispositivos micro y optoelectrónicos, con énfasis en los aspectos del material.
Esta asignatura resulta fundamental para los siguientes objetivos del título:
Obj 1. Conocer y comprender los fundamentos científicos del mundo de los materiales y sus interrelaciones entre la estructura, propiedades, procesado y aplicaciones.
Obj 3. Conocer el comportamiento mecánico, electrónico, químico y biológico de los materiales y saber aplicarlo al diseño, cálculo y modelización de los aspectos de elementos, componentes y equipos.
Ficha de Asignatura: Propiedades de materiales I
Contenidos y Distribución de Tiempo Docente
(LM: Lección Magistral, RP: Resolución de Problemas, LB: Laboratorio, TI: Trabajo Individual, TG: Trabajo en
Grupo, DB: Debate en Aula, VI: Visitas, EV: Pruebas y Evaluaciones, OT: Otros Procedimientos)
Se relacionan a continuación los contenidos de la asignatura y la distribución temporal de su impartición.
La docencia presencial se divide en lecciones magistrales de teoría y problemas (LM), resolución dirigida de
problemas (RP), y pruebas de de evaluación (EV). Habrá también una prueba de evaluación final.
Los alumnos realizarán varios trabajos individuales (TI) y al menos un trabajo en grupo (TG).
Tema Tema (LM) RP EV Trabajo
1
Introducción (1 h)
- Presentación.
- Aplicaciones de los semiconductores: Microelectrónica y
Optoelectrónica.
2
Conceptos básicos de Ciencias de Materiales (4 h)
- Tipos de enlaces en sólidos. Estructura cristalina. Defectos
cristalinos. Crecimiento Czochralski. 1h
TI-1
3
Conducción Eléctrica en Sólidos (6 h)
- Teoría clásica: modelo de Drude y resistividad. Regla de
Matthiessen. Efecto Hall. Conducción eléctrica en
semiconductores y no metales.
2h
TI-2
4
Teorías de Sólidos (10 h)
- Teoría de orbitales moleculares. Teoría de bandas en sólidos.
Masa efectiva en semiconductores. Densidad de estados.
Distribuciones estadísticas de partículas: Boltzman vs. Fermi-
Dirac. Teoría cuántica de metales. Energía de Fermi. Emisión
termoiónica y dispositivos de tubos de vacío. Fonones.
2h
TI-3
- Evaluación parcial
2 h
5
Materiales Semiconductores (9 h)
- Semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Dopaje.
Conductividad y temperatura. Recombinación de portadores.
Ecuaciones de conducción y difusión. Ecuaciones de continuidad.
Absorción óptica. Piezoresistividad.
3h
TI-4
6
Dispositivos Semiconductores (9 h)
- Contacto óhmico y Schottky. El diodo Schottky. Enfriadores
termoeléctricos. La unión p-n. Polarización en directa e inversa.
Curvas I-V. Introducción a dispositivos electrónicos: transistores
bipolares y de efecto campo. Introducción a dispositivos
optoelectrónicos: fotodetectores, diodos emisores de luz, células
solares.
2h
TI-5
- Evaluación final 3h
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