Propriétés électroniques des semi-conducteurs

Cours propriétés électroniques des semiconducteurs, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Impuretés dans les semi-conducteurs

La présence d’impuretés (donneur ou accepteur) modifie profondément la conductivité du matériau. C’est cette caractéristique qui est à l’origine de la jonction p-n et du premier transistor (1947, Prix Nobel 1956)
La jonction p-n
Le potentiel subit par les électrons présente une barrière. L’application d’une tension permet d’abaisser cette barrière et de laisser passer le courant.
Propriétés optiques
Un semi-conducteur est (généralement) transparent pour une onde électromagnétique d’énergie inférieure à la bande interdite.

Caractéristiques principales

Bandes d’énergie
Contrôle de la conductivité (jonction p-n)
Fabrication

– Intégration (coût et performance)
– Dispositifs quantiques et dimensions atomiques
Les semi-conducteurs aujourd’hui

Quelques dispositifs majeurs
Applications marquantes
Tendances en recherche fondamentale

Quels types de dispositifs ?

Electroniques: agissent sur le courant

– Diodes, transistors, varistances

Optoélectroniques: mettent en jeu électrons et lumière

– Émetteurs: DELs, LDs
– Détecteurs: Photodiodes, cellules solaires

Applications

Electronique, circuits intégrés
Transistors hyperfréquence
Transistors de puissance
Mémoires
Capteurs

1. Introduction
– Caractéristiques physiques des semiconducteurs
– Quels Matériaux pour quel type d’applications
2. Propriétés électroniques des semiconducteurs
– Structure de bandes
– Statistiques d’occupation des bandes
– Propriétés de transport
– Processus de recombinaison
3. Jonctions et interfaces
– Jonctions métal/semi-conducteurs
– Jonction p-n à l’équilibre, Jonction p-n hors-équilibre
4. Composants électroniques
– Transistors bipolaires
– Transistors à effet de champ
– Dispositifs quantiques
– Nouveaux matériaux
5. Composants optoélectroniques
– Détecteurs
– Diodes électroluminescentes
– Diodes lasers
– Lasers à émission par la surface
– Lasers à cascade quantique