- Laboratorio di Stato Solido ed Elettronica II
- Introduzione
Syllabus del corso
Obiettivi
Capacita' di progettazione completa di un circuito integrato analogico a transistor MOS
Affrontare
problematiche di fisica dello stato solido dal punto di vista sperimentale
mediante tecniche
di laboratorio avanzate basate sulla microscopia a scansione o sulle tecniche di spettroscopia ottica.
Contenuti sintetici
Per gli studenti di indirizzo elettronica, il corso consiste nella progettazione completa di un circuito integrato analogico tramite l'uso del software Cadence
Per gli studenti di indirizzo stato-solido, il corso consiste in una esperienza di
laboratorio eseguita dagli studenti in gruppi di due o tre.
Programma esteso
Per
gli studenti di Microelettronica, il corso prevede sessioni di
laboratorio orientate all'apprendimento del software Cadence (il
software professionale utilizzato per lo sviluppo di circuiti
integrati). Il principale obiettivo del laboratorio è acquisire gli
aspetti più importanti degli ambienti di disegno e simulazione. I gruppi
di lavoro saranno formati da due studenti.
I topic del corso sono:
1) acquisire le conoscenze per gestire le viste schematic e symbol
2) imparare a simulare circuiti analogici usando Analog Design Environment.
3) Eseguire simulazioni al variare di process/voltage/temperature.
4) Eseguire simulazioni di Montecarlo.
I
circuiti analogici di riferimento usati per il progetto e le
simulazioni saranno uno specchio di corrente, un amplificatore
differenziale e un filtro analogico del 1° ordine
Per gli studenti di Fisica dello Stato Solido
AFM (microscopia a forza atomica)
Spettroscopia Raman
Spettroscopia di fotoluminescenza.
Processi di ricombinazione radiativa in un semiconduttore
Fononi in semiconduttori
elementi di teoria della nucleazione
elementi di tecniche di crescita epitassiale
effetti di confinamento quantistico in nanostrutture a semiconduttore
Prerequisiti
Laurea di I livello in fisica o equivalente.
Modalità didattica
Per gli studenti interessati alla parte di Elettronica, nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno inizialmente da remoto sincrono. Si affiancheranno esercitazioni da remoto sincrono con possibili eventi in presenza
Per gli studenti interessati alla parte di Stato Solido, nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno inizialmente da remoto asincrono e con eventi in videoconferenza sincrona. Oltre a lezioni teoriche introduttive e ad un’attività di calcolo da svolgere in remoto, è prevista un’attività finale in laboratorio in presenza.
Materiale didattico
Dispense fornite dal docente
G. Agostini and C. Lamberti, “Characterization of Semiconductor Heterostructures and Nanostructures”, Elsevier Science
Markov, Ivan V. , “Crystal Growth for Beginners: Fundamentals of Nucleation, Crystal Growth, and Epitaxy”, World Scientific Pub Co Inc
Charles Evans & Richard Brundle & Wilson Shaun, “Encyclopedia of Materials Characterization: Surfaces, Interfaces, Thin Films”, Butterworth-Heinemann
Ivan Pelant and Jan Valenta, "Luminescence Spectroscopy of Semiconductors", Oxford University Press
M. Fox, "Optical Properties of Solids", Oxford University Press
J. H. Davies, "The physics of low dimensional semiconductors", Cambridge University Press.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Nel periodo di emergenza Covid-19, gli esami saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali.
Orario di ricevimento
Nel
periodo di emergenza Covid-19
Per gli studenti di Elettronica, il
ricevimento avverrà su appuntamento con il prof. Baschirotto (da
contattare via mail a andrea.baschirotto@unimib.it) utilizzando la
piattaforma WebEx
Per gli studenti interessati al corso di Stato Solido il ricevimento avverrà utilizzando la personal room di Fabio Pezzoli sulla piattaforma WebEx.
Aims
Design capability for an analog MOS integrated circuit
Addess problems of solid state physics from an experimental point of view by
advanced experimental
techniques based scanning microscopy, opical spectroscopy tecniques.
Contents
For the student electronics-oriented, the course
consists in the full design of an analog CMOS circuit by means of the
simulation software Cadence
For the students of solid-state-oriented, the
course consist in a laboratory experience performed by a study group of two or
three students
Detailed program
For
the students Microelectronics oriented, the course is mainly based on
laboratory sessions, using Cadence (the leading software for
analog/mixed-signal integrated circuits design). The main purpose of the
laboratory is to understand and learn the most important aspects of the
design/simulation environment. The working groups will be composed by
two students.
The main topics of this part of the course are:
1) Creating a schematic and symbol.
2) Simulating simple analog circuits using Analog Design Environment.
3) Running process/voltage/temperature simulations.
4) Running Montecarlo simulations.
The
reference analog circuits used for design and simulations are: current
mirror, differential amplifier, 1st order Analog Filter.
For the student of Solid State Physics oriented
AFM (atomic force microscopy)
Raman Spectroscopy
Photoluminescence Spectroscopy.
Radiative recombination processes in semiconductors
Phonons in Semiconductors
Introductory elements of the nucleation theory
Introductory elements of epitaxial growth
Confinements effects in semiconductor nanostructures
Prerequisites
Teaching form
For the students interested
to the Electronics part, during the Covid-19 outbreak, lectures will be
delivered online and will be primarily synchronous. Remote exercise will be added together with few in presence events. For the students interested
to the Solid-State part, during the Covid-19 outbreak, lectures will be
delivered online and will be primarily asynchronous but dedicated synchronous
events will also be planned. Besides a theoretical introduction and simulations
to be developed in smart working, at the end of the course there will be a
practical session in the lab.
Textbook and teaching resource
Lecture notes provided by the instructor
G. Agostini and C. Lamberti, “Characterization of Semiconductor Heterostructures and Nanostructures”, Elsevier Science
Markov, Ivan V. , “Crystal Growth for Beginners: Fundamentals of Nucleation, Crystal Growth, and Epitaxy”, World Scientific Pub Co Inc
Charles Evans & Richard Brundle & Wilson Shaun, “Encyclopedia of Materials Characterization: Surfaces, Interfaces, Thin Films”, Butterworth-Heinemann
Ivan Pelant and Jan Valenta, "Luminescence Spectroscopy of Semiconductors", Oxford University Press
M. Fox, "Optical Properties of Solids", Oxford University Press
J. H. Davies, "The physics of low dimensional semiconductors", Cambridge University Press.
Semester
second semester
Assessment method
During the Covid-19 outbreak, exams will be online using WebEx. A dedicated news will be posted on the e-learning page of the course with a public link to freely access the virtual room where the exam will take place.
Office hours
During
the Covid-19 outbreak For
Electronics students, discussions with prof. Baschirotto will take
place using the WebEx upon appointment (contact via mail
andrea.baschirotto@unimib.it).
Scheda del corso
Staff
-
Andrea Baschirotto
-
Marcello De Matteis
-
Fabio Pezzoli
-
Stefano Sanguinetti
-
Federico Fary