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Percorso della pagina
  1. Area di Scienze
  2. Corso di Laurea Triennale
  3. Fisica [E3005Q - E3001Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2023-2024
  6. 3° anno
  1. Esperimentazioni di Fisica dei Solidi
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Esperimentazioni di Fisica dei Solidi
Codice identificativo del corso
2324-3-E3001Q064
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Esporta

Obiettivi

Obiettivo del corso é presentare alcune tecniche di caratterizzazione per la fisica dello stato solido. Particolare attenzione è rivolta ai semiconduttori.

Contenuti sintetici

Il corso consiste in una serie di esperienze di laboratorio mirate alla caratterizzazione elettrica ed ottica di semiconduttori (conducibilità ed effetto Hall, caratteristiche della giunzione p-n, assorbimento e conversione fotovoltaica dell’energia luminosa).
L’attività di laboratorio sarà preceduta da un breve
ciclo di lezioni (circa 18 ore) in cui saranno introdotte le diverse esperienze.

Programma esteso

La parte di introduzione teorica riguarda i seguenti argomenti:

•DEFINIZIONE

•STRUTTURA CRISTALLINA

•STRUTTURA A BANDE

•PORTATORI INTRINSECI ED ESTRINSECI

•TRASPORTO

•EFFETTO HALL

•GIUNZIONE p-n

•ASSORBIMENTO OTTICO

•CELLA FOTOVOLTAICA

Durante il laboratorio vengo eseguite differenti esperienze riguardanti alcune proprietà dei semiconduttori o dei dispositivi misurando alcune grandezze fondamentali quali resistività, mobilità, tempo di vita, assorbimento o efficienza di conversione di celle solari. Una esperienza riguarda la deposizione di film sottili.

Prerequisiti

Contenuti dei corsi di fisica ed i laboratori di fisica dei primi tre anni

Modalità didattica

Le lezioni si svolgeranno in presenza.

n° 8 cfu attività di laboratorio (12 ore/cfu)Verranno effettuate inizialmente alcune lezioni frontali introduttive sui principali argomenti di fisica dello stato solido al fine di permettere una completa comprensione delle esperienze svolte in laboratorio

Gli studenti vengono suddivisi in gruppi di 4-5 studenti. I gruppi sono generalmente 5 o 6 in modo tale da poter svolgere a rotazione tutte le 6 esperienze già preparate. All'occorrenza si possono aggiungere 1-2 nuove esperienze.

Le esperienze attualmente attive sono:

Effetto Hall in semiconduttori

Risposta in potenza celle solari

Risposta spettrale celle solari

Determinazione tempo di vita in silicio

Misure di trasmittanza e riflettanza semiconduttori

Misure di fotoluminecenza

Materiale didattico

Fotocopie della descrizione teorica e dello svolgimento delle esperienze fornite dal docente.

Testi consigliati:

C. Kittel:

“Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”

Bollati Boringhieri

Mario Guzzi:

“Principi di fisica dei semiconduttori”

Editore Ulrico Hoepli (Milano, 2004)

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Secondo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Alla fine delle esperienze gli studenti devono consegnare una relazione scritta su una delle esperienze a scelta dello studente. Si richiede che la relazione non sia particolarmente estesa (max 6 pagine per esperienza svolta). Lo scritto dovrà riportare una breve descrizione dell'argomento dell'esperienza, la strumentazione utilizzata e la procedura della raccolta dati, un'analisi dei dati ed infine un breve commento dei risultati.

Nell'esame orale viene discussa la relazioni consegnata e domande sui risultati ottenuti nelle altre esperienze. E' richiesto agli studenti presentarsi alla prova con il quaderno di laboratorio dove sono riportati i risultati di tutte le esperienze.

Orario di ricevimento

Il Martedì alle ore 14 su appuntamento.

Sustainable Development Goals

ISTRUZIONE DI QUALITÁ | ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE | LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO
Esporta

Aims

The aim of the course is to present some characterization techniques for solid state physics. Particular attention is paid to semiconductors.

Contents

The course is composed by laboratory experiences addressed to the electrical and optical characterization of semiconductor (conductivity and Hall effect, p-n junction characterization, absorption and photovoltaic conversion of the light).

Frontal lessons will precede the laboratory activity.

Detailed program

The part of theoretical introduction concerns the following topics:
•DEFINITION
• CRYSTALLINE STRUCTURE
• BAND STRUCTURE
• INTRINSIC AND EXTRASIVE CARRIERS
•TRANSPORT
• HALL EFFECT
• JUNCTION p-n
• OPTICAL ABSORPTION
• PHOTOVOLTAIC CELL
During the laboratory different experiences are carried out regarding some properties of semiconductors or devices, measuring some fundamental quantities such as resistivity, mobility, life time, absorption or conversion efficiency of solar cells. An experience concerns the deposition of thin films.

Prerequisites

Physics courses and physics laboratories of the previous years.

Teaching form

Lessons will be in presence.

Initially it will be carried out some introductory lectures on the main topics of solid state physics are introduced in order to allow a complete understanding of the experiences carried out in the laboratory

n ° 8 cfu laboratory activities (12 hours / cfu)

Students are divided into groups of 4-5 students. Groups are generally 5 or 6 in such a way that they can rotate all 6 already prepared experiences. If necessary, 1-2 new experiences can be added.

The currently active experiences are:

Hall effect in semiconductors

Solar power response in power

Spectral response to solar cells

Determination of life time in silicon

Transmittance measurements and semiconductor reflectance

Fotoluminescence

Textbook and teaching resource

Photocopies of the theoretical description and performance of the experiences provided by the teacher

Books suggested:

C. Kittel:

“Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”

Bollati Boringhieri

Mario Guzzi:

“Principi di fisica dei semiconduttori”

Editore Ulrico Hoepli (Milano, 2004)

Semester

Second semester

Assessment method

At the end of the experiences, students must deliver a written report on one of the experiences chosen by the student. It is requested that the report is not particularly extensive (max 6 pages per experience). The paper must contain a brief description of the topic of the experience, the instrumentation used and the data collection procedure, an analysis of the data and finally a brief comment on the results.

In the oral exam the reports delivered and questions on the results obtained in the other experiences are discussed. Students are required to present themselves to the test with the laboratory notebook where the results of all the experiences are reported.

Office hours

On Tuesday at 2 pm by appointment

Sustainable Development Goals

QUALITY EDUCATION | AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY | CLIMATE ACTION
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Scheda del corso

Settore disciplinare
FIS/03
CFU
8
Periodo
Secondo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio a scelta
Ore
96
Tipologia CdS
Laurea Triennale
Lingua
Italiano

Staff

    Docente

  • Maurizio Filippo Acciarri
    Maurizio Filippo Acciarri
  • Emiliano Bonera
    Emiliano Bonera

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione spontanea (Studente)
Iscrizione manuale

Obiettivi di sviluppo sostenibile

ISTRUZIONE DI QUALITÁ - Assicurare un'istruzione di qualità, equa ed inclusiva, e promuovere opportunità di apprendimento permanente per tutti
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ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE - Assicurare a tutti l'accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni
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LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO - Adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e le sue conseguenze
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