Durée
10h Th, 5h Pr
Nombre de crédits
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Cet enseignement est dédié à l'étude des propriétés des matériaux semi-conducteurs. Au travers d'une approche expérimentale et physique des phénomènes impliquant ces milieux solides, il vise à élaborer des explications détaillées concernant principalement les propriétés de transport et les propriétés optiques des semi-conducteurs ainsi que de structures variées composées de ces matériaux. Après une brève révision des bases de la physique des solides (structure de bande électronique, propriétés vibrationnelles et interactions électron-phonon), le cours traitera des défauts dans le semi-conducteur cristallin (impuretés, défauts profonds), du transport électrique (mobilité des porteurs de charge, magnéto-transport), des propriétés optiques (fonction diélectrique, exciton, polaron, transitions radiatives) et des effets de confinement quantique dans des structures de basse dimensionnalité (densité d'états, super-réseaux, effet tunnel résonant, effet Hall quantique). Ces thèmes seront abordés sous l'angle expérimental, avec de nombreux exemples à l'appui et la théorie nécessaire à l'explication des phénomènes étudiés sera présentée. Une partie sera dédiée à la découverte de sujets actuels dans le domaine de la physique des semi-conducteurs (croissance cristalline de nanostructures, composés III-V, semi-conducteurs à large bande interdite, semi-conducteurs magnétiques dilués).
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
A l'issue de ce cours, l'étudiant aura acquis de solides notions en physique des semi-conducteurs, avec une emphase particulière sur les propriétés de transport électrique et les propriétés optiques de cette classe de matériaux. Il aura reçu les informations nécessaires pour poursuivre des études plus avancées dans le domaine ainsi que certaines compétences expérimentales utiles pour la pratique en laboratoire.
Savoirs et compétences prérequis
Bases de la physique de l'état solide
Introduction à la physique quantique.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Les thématiques du cours seront présentées au cours d'exposés oraux par l'enseignant.
Après s'être familiarisé avec les installations expérimentales, l'étudiant devra réaliser la caractérisation d'échantillons inconnus à l'aide d'une gamme de méthodes optiques et électriques. Les résultats de la recherche feront l'objet d'un rapport écrit.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)
Le cours théorique est donné en présentiel. Les ressources matérielles (diaporamas, illustrations, vidéos) seront disponibles sur la plateforme eCampus du cours.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Le cours est basé sur le livre de référence :
Fundamentals of Semiconductors, Physics and Materials Properties, P. Y. Yu and M. Cardona, 4th Edition, Springer (2010).
Il est accessible en version électronique dans le réseau des bibliothèques de l'Université de Liège.
Le support de cours consiste en diaporamas à télécharger sur la plateforme e-campus.
Modalités d'évaluation et critères
Le rapport de laboratoire représente une des contributions à l'évaluation. L'autre partie de l'évaluation est constituée de l'analyse et de la discussion d'un article scientifique choisi dans une liste définie. Durant la discussion, la maîtrise des techniques expérimentales utilisées sera testée.
Stage(s)
Remarques organisationnelles
Contacts
Prof. Ngoc Duy NGUYEN (04/366 3604, ngocduy.nguyen@ulg.ac.be)