Insegnamento
DISPOSITIVI OPTOELETTRONICI E FOTOVOLTAICI
INN1030339, A.A. 2015/16

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA ELETTRONICA
IN0520, ordinamento 2008/09, A.A. 2015/16
1114947
Crediti formativi 9.0
Denominazione inglese OPTOELECTRONIC AND PHOTOVOLTAIC DEVICES
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2015-IN0520-000ZZ-2014-INN1030339-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile GAUDENZIO MENEGHESSO ING-INF/01
Altri docenti MATTEO MENEGHINI ING-INF/01

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/01 9.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LEZIONE 9.0 72 153.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 26/09/2016
Fine attività didattiche 28/01/2016

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 A.A. 2016/2017 01/10/2016 15/03/2018 ZANONI ENRICO (Presidente)
MENEGHINI MATTEO (Membro Effettivo)
BEVILACQUA ANDREA (Supplente)
CESTER ANDREA (Supplente)
DE SANTI CARLO (Supplente)
GERARDIN SIMONE (Supplente)
GEROSA ANDREA (Supplente)
NEVIANI ANDREA (Supplente)
PACCAGNELLA ALESSANDRO (Supplente)
VOGRIG DANIELE (Supplente)
5 A.A. 2015/2016 01/10/2015 15/03/2017 MENEGHESSO GAUDENZIO (Presidente)
MENEGHINI MATTEO (Membro Effettivo)
BEVILACQUA ANDREA (Supplente)
4 A.A. 2014/2015 01/10/2014 15/03/2016 ZANONI ENRICO (Presidente)
MENEGHESSO GAUDENZIO (Membro Effettivo)
BEVILACQUA ANDREA (Supplente)
BUSO SIMONE (Supplente)
CESTER ANDREA (Supplente)
GERARDIN SIMONE (Supplente)
GEROSA ANDREA (Supplente)
MENEGHINI MATTEO (Supplente)
NEVIANI ANDREA (Supplente)
PACCAGNELLA ALESSANDRO (Supplente)
SPIAZZI GIORGIO (Supplente)
VOGRIG DANIELE (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di elettromagnetismo, ottica, fisica atomica. Conoscenza dei principi di funzionamento dei dispositivi a semiconduttore
Conoscenze e abilita' da acquisire: Proprietà dei materiali semiconduttori composti. Meccanismi di assorbimento e generazione della luce nei semiconduttori. Conoscenza dei principi di funzionamento dei principali dispositivi optoelettronici (LED, laser, fotorivelatori, celle solari) e dei dispositivi ad eterogiunzione (High Electron Mobility Transistors)
Modalita' di esame: Prove scritte intermedie a metà e alla fine del corso con esercizi numerici e semplici domande di teoria. Dopo la fine del corso: appelli d'esame scritti con esercizi numerici e domande di teoria.
Criteri di valutazione: La valutazione si basa sulla verifica della conoscenza teorica dei principi di funzionamento dei dispositivi optoelettronici e ad eterogiunzione e delle proprietà dei materiali usati in optoelettronica. Viene richiesta la capacità di risolvere semplici esercizi numerici e di confrontare le nozioni teoriche acquisite con semplici problemi applicativi.
Contenuti: Cenni di meccanica quantistica. Eterostrutture. Teoria di Anderson. Diagrammi a Bande. Profilo Capacità-Tensione. Buche quantiche. Proprietà delle eterostrutture e dei dispositivi a semiconduttori composti. Transistor ad effetto di campo ad eterostruttura e loro applicazioni. Modulazione di drogaggio e High Electron Mobility Transistors (HEMT). Proprietà ottiche dei semiconduttori. Transizioni radiative e assorbimento. Rate equations. Ricombinazione non radiativa. Ricombinazione Auger. Teoria della ricombinazione radiativa. Dispositivi emettitori di luce: Light Emitting Diode (LED). Caratteristiche tensione-corrente. Non idealità delle caratteristiche tensione-corrente. Valutazione delle resistenze parassite. Carrier loss e carrier overflow. Electron blocking layers, un caso reale: l'efficiency droop. Dipendenza delle proprietà elettro-ottiche dalla temperatura. Efficienza quantica interna, esterna, efficienza di estrazione. LED ad alta efficienza. Laser a semiconduttore. Condizioni di oscillazione laser, soglia di guadagno. Propagazione dei modi in cavità. Diodi laser: principi di funzionamento. Rate equation in regime stazionario. Caratteristica potenza ottica-corrente di un diodo laser. Diodi laser per comunicazioni su fibra ottica. Diodi superluminescenti. Fotorivelatori: diodi p-i-n, avalanche photodetectors (APD), rivelatori MSM, fototransistor. Celle solari. Struttura delle celle solari, principi di funzionamento, non idealità. Strutture ottimizzate di celle solari: celle a concentrazione, celle multigiunzione, celle a film sottile. Approfondimenti. Affidabilità in optoelettronica: proposte di tesi
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso è strutturato in lezioni di teoria (circa 48 ore), esercitazioni numeriche in aula, dimostrazioni sperimentali in aula e in laboratorio (circa 24 ore). Sono previsti seminari tenuti da ricercatori di laboratori industriali e accademici. Attraverso la visita ai laboratori del dipartimento viene presentata l'attività di ricerca svolta da ricercatori del DEI anche in collaborazione con industrie dei settori semiconduttori, optoelettronica, illuminazione
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Nelle pagine web del corso sono presenti tutte le slide delle lezioni, i testi di alcuni tra gli esercizi proposti, e materiale didattico complementare relativo ad alcuni argomenti specifici.
Testi di riferimento:
  • B.E.A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics. Hoboken NJ:: Wiley, 2013. Capitoli 12-18; ISBN 111858581X, 9781118585818 http://it.didattica.unipd.it/catalogo/51559 Cerca nel catalogo
  • Kasap, Safa O.; Sinha, Ravindra Kumar, Optoelectronics and photonics: principles and practicesS. O. Kasap. Boston [etc.]: Pearson, 2013. Cerca nel catalogo
  • Mishra, Umesh K.; Singh, Jasprit, Semiconductor device physics and designby Umesh K. Mishra and Jasprit Singh. Dordrecht: Springer, 2008. Cerca nel catalogo
  • Ghione, Giovanni, Semiconductor devices for high-speed optoelectronicsGiovanni Ghione. Cambridge [etc.]: Cambridge University Press, 2009. Cerca nel catalogo
  • Chen, C. Julian, Physics of solar energyC. Julian Chen. Hoboken: Wiley, 2011. Cerca nel catalogo
  • Nelson, Jenny, <<The >>physics of solar cellsJenny Nelson. London: Imperial College Press, --. Cerca nel catalogo