142160 - SENSORS: PHYSICS AND TECHNOLOGY

insegnamento

ID:

142160

Tipo Insegnamento:

Opzionale

Durata (ore):

56

CFU:

Url:

Dettaglio Insegnamento:

FISICA/PERCORSO COMUNE Anno: 1

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (24/02/2025 - 06/06/2025)

Obiettivi Formativi

Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di affrontare autonomamente un problema di fisica dei semiconduttori (abilità acquisita) e conoscere lo stato dell'arte dei sensori di gas chemoresistivi a stato solido (conoscenza acquisita). At the end of the class the student should be capable of solving a problem in the field of semicodnuctors and knowing the state of the art of chemoresistive solid state gas sensors.

Prerequisiti

laurea triennale in fisica, fondamenti di meccanica quantistica e struttura della materia Bachelor in physics, bases of quantum mechanics and solid state physics

Metodi didattici

Metodi didattici METODI_DID 10000 Sì lezioni frontali di teoria ed esercitazioni al termine di ogni argomento trattato. E' prevista una serie di esperienze in laboratorio sulla caratterizzazione dei sensori e dei materiali studiati. frontal lessons and exercises at the end of each topic. A series of laboratory experiences is devoted to the characterizations of the sensors and materials.

Verifica Apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento MOD_VER_APPR 10000 Sì L'esame consiste in un colloquio orale in inglese, nel quale verranno testate le conoscenze teoriche e le capacità acquisite dallo studente, con egual peso. Verranno poste come minimo tre domande di cui una a scelta dello studente. The examination is an oral interview in English to evaluate the acquired knowledge and skills. Three open questions will be asked, one of which on a topic chosen by the student.

Testi

Chemical sensing with solid state devices
Morrison Madou
Physics of semiconductor devices
M.Shur
Metal-semiconductor contacts
Rohderick and Williams
Ashcroft/Mermin Solid state Physics
Dispense delle lezioni Chemical sensing with solid state devices
Morrison Madou
Physics of semiconductor devices
M.Shur
Metal-semiconductor contacts
Rohderick and Williams
Ashcroft/Mermin Solid state Physics
integrative slides of the lectures

Contenuti

Applicazione del metodo sperimentale allo stato dell'arte della ricerca sensoristica, richiami di elettromagnetismo e meccanica quantistica, (prime 3 settimane, circa 12 ore). Approccio della fisica dello stato solido alla caratterizzazione di materiali semiconduttori per la sensoristica, introduzione alla chimica fisica, energia libera e potenziale elettrochimico. (seconde 3 settimane, circa 15 ore) Sensori chemoresistivi. Nanostrutture di semiconduttori. Giunzione p-n. Barriera Schottky. Modello sferico e descrizione 3D di giunzione sferica. (3 settimane 15 ore) Pinning del livello di Fermi. Effetto tunnel in nanostrutture semiconduttive. Spettroscopia di impedenza. Caratterizzazioni elettriche dei sensori. Tecnologia del film spesso. (ultime 3 settimane circa 15 ore) The scientific method applied to state of the art of sensors research, electromagnetism and quantum mechanics deepening,(first 3 weeks, about 12 hours). Solid state approach to the characterization of semiconductor for sensors. Introduction to physical chemistry, free energy and electrochemical potential. (3 weeks, about 15 hours) Chemoresistive sensors. Nanostrctured semiconductors. Tunneling in nanostructured semiconductors. p-n junction. Schottky barrier. Spherical junction. (3 weeks, about 15 hours) Pinning of Fermi level. Impedance spectroscopy. Electrical characterisztions of sensors. Thick film technology. (last 3 weeks, about 15 hours).