|
Materiais Semicondutores e Supercondutores
EF 2005 . 2006 - 1º semestre
programa e bibliografia O número de aulas indicado é apenas um valor aproximado, referindo-se a um semestre com 36 - 38 horas de aulas teóricas (14 semanas, excluindo os feriados previsíveis).
1 - Electrões em sólidos. (8 aulas) Breve revisão de noções de teoria de bandas em sólidos cristalinos. Teorema de Bloch e estados de Bloch. Breve referência a métodos de cálculo de estrutura de bandas de sólidos. Dinâmica de electrões em sólidos cristalinos: modelo semiclássico e respectivos limites de validade. Ressonância de ciclotrão. Noção de lacuna para bandas parcialmente preenchidas. Movimento de lacunas na presença de campos eléctricos e magnéticos. Métodos experimentais para o estudo de estruturas de bandas : efeito de de Haas-van-Halphen e métodos espectroscópicos. 2 - Semicondutores (15 - 16 aulas) Estrutura cristalina e estrutura de bandas de semicondutores. Estatística dos portadores de cargas. Semicondutores intrínsecos e extrínsecos. Condução eléctrica; condutividade eléctrica e mobilidade dos portadores de carga - variação com a temperatura. Condução em campos eléctricos elevados. Electrões quentes. Efeito Gunn. Propriedades ópticas de semicondutores. Processoos de absorção. Fotocondutividade. Luminescência. Difusão. Lei de Fick e coeficiente de Einstein. Estudo da junção p-n: equilíbrio e efeito rectificador. Estudo detalhado das características da junção p-n em função do tipo de dopagem. Transistor de junção. Díodo Zenner. Díodo de efeito de túnel. Díodo de Gunn. LEDs e células fotovoltaicas. LASER semicondutor. 3 - Supercondutividade ( 12 aulas) A descoberta da supercondutividade. Propriedades de supercondutores. Efeito de Meissner-Ochsenfeld. Diamagnetismo perfeito; correntes superficiais e profundidade de penetração. Campo crítico. Conceito de "intervalo de coerência" e energia de superfície. Ocorrência da supercondutividade do tipo II. Características de supercondutores do tipo II Termodinâmica dos supercondutores. O modelo dos dois fluidos dos London. Equação dos London. Breve refreência à teoria BCS (interacção electrão- fonão e pares de Cooper). Efeito Josephson DC e AC . Quantização do fluxo. Interferência quântica. SQUID\'s. Supercondutores de alta temperatura e novos materiais supercondutores : características e propriedades Bibliografia recomendada Introduction to Solid State Physics, C. Kittel, John Wiley & Sons, 7ª edição, 1996.
Band Theory and Electronic Structure of Solids, J. Singleton, Oxford Series in Condensed Matter Physics, Oxford University Press, 2001. Solid State Physics, N.W.Ashcroft, N.D.Mermin, Holt-Saunders,1976. Elementary Solid State Physics, M.A.Omar, Adison-Wesley Publ. Co., 1975. Introduction to Superconductivity, A. Rose-Innes, E.H. Rhoderick, Pergamon, 1978, (2ª edição). Introduction to Superconductivity and High-Tc Materials, M. Cyrot, D. Pavuna, 1992.
|