Physique des Composants 1

Physique des Composants 1Code de l'UE : HMEE105

Présentation

1. Notions de physique quantique
1.1 Dualité onde-corpuscule
* Physique classique au XIXe siècle
* Vers la mécanique quantique : Loi du corps noir, effet photoélectrique, effet Compton, concept de photon
* Dualité onde-corpuscule : Expérience de diffraction d’électrons, Onde de De Broglie, Principe d’incertitude d’Heisenberg, Fonction d’onde
1.2 Équation de Schrödinger
* Équations de Schrödinger
* Postulats de la mécanique quantique
* Solutions stationnaires
* Opérateurs
* Conditions aux limites
* Résolution de problèmes : démarche
1.3 Diffusion par un potentiel de l'espace
* Puits de potentiel infini
* Marche de potentiel
* Barrière de potentiel
* Puits de potentiel fini
1.4 Orbitales atomiques
* Modèle de Bohr de l'atome d'hydrogène
* Modèle quantique : Fonctions d’ondes et énergies, Principe de Pauli
* Spin
* Orbitales
* Remplissage électronique

2. Physique des semiconducteurs
2.1 Structures cristalline des solides
* Types de semiconducteurs
* Réseaux cristallins (cellules primitives, indices de Miller, structure diamant)
* Liaison atomique
* Imperfections et impuretés
* Techniques de croissance
2.2 Bandes d’énergie
* Formation des bandes d’énergie
* Modèle de Kronig-Penney
* Relation énergie-vecteur d’onde
2.3 Conduction électrique
* Bandes d’énergie et courant
* Courant de dérive
* Masse effective
* Concept de trou
* Métaux, isolants et semiconducteurs
2.4 Densité d’états
* Dérivation mathématique
* Extension au cas des semiconducteurs
2.5 Eléments de mécanique statistique
* Lois statistiques
* Fonction de Fermi-Dirac
* Energie de Fermi

3. Semiconducteur à l’équilibre
3.1 Porteurs de charge
* Distributions à l’équilibre des électrons et des trous
* Concentration intrinsèque
* Position du niveau de Fermi intrinsèque
3.2 Dopants et niveaux d'énergie
3.3 Semiconducteur extrinsèque
* Distribution à l’équilibre des électrons et des trous
* Semiconducteurs dégénérés et non-dégénérés
3.4 Statistique des donneurs et des accepteurs
3.5 Neutralité de charge
3.6 Position du niveau de Fermi
 

Objectifs

Fournir les bases de la physique des semiconducteurs et comprendre le fonctionnement physique des principaux composants électroniques.

Pré-requis recommandés

Bases de physique classique (mécanique, électricité, électromagnétisme)

Volume horaire

  • CM : 25.5
  • TD : 0
  • TP : 0

Syllabus

* A. Deville, D. Deville, ”Physique pour l’Electronique” (Ellipses)
* H. Mathieu,”Physique des semiconducteurs et des composantsélectroniques”
(Dunod)
* D. Neamen, ”Semiconductor Physics and Devices” (Mac Graw Hill)
* C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloë, "Mécanique quantique" (Collection Enseignement des Sciences), Ed. Hermann

Diplômes intégrant cette UE

En bref

Crédits ECTS 2.5

Période de l'année
premierSemestre

Langue d'enseignement
fr

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Luca VARANI (luca.varani @ umontpellier.fr)