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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET
Insegnamento
OPTOELECTRONICS FOR GREEN TECHNOLOGIES
INP9087852, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
ICT FOR INTERNET AND MULTIMEDIA - INGEGNERIA PER LE COMUNICAZIONI MULTIMEDIALI E INTERNET (Ord. 2019)
IN2371, ordinamento 2019/20, A.A. 2019/20
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Curriculum TELECOMMUNICATIONS [001PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese OPTOELECTRONICS FOR GREEN TECHNOLOGIES
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile MATTEO MENEGHINI ING-INF/01
Altri docenti CARLO DE SANTI ING-INF/01

Mutuante
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INP9087852 OPTOELECTRONICS FOR GREEN TECHNOLOGIES MATTEO MENEGHINI IN2371

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-INF/01 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 1.0 8 17.0
LEZIONE 5.0 40 85.0

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2019

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
1 A.A. 2019/2020 01/10/2019 15/03/2021 MENEGHINI MATTEO (Presidente)
VOGRIG DANIELE (Membro Effettivo)
BEVILACQUA ANDREA (Supplente)
DE SANTI CARLO (Supplente)
GEROSA ANDREA (Supplente)
MENEGHESSO GAUDENZIO (Supplente)
NEVIANI ANDREA (Supplente)
ZANONI ENRICO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di elettromagnetismo, ottica, fisica atomica. Conoscenza dei principi di funzionamento dei
dispositivi a semiconduttore.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze: Proprietà dei materiali semiconduttori. Silicio e semiconduttori composti. Assorbimento e
generazione in semiconduttori. Emissione spontanea e stimolata in semiconduttori. Dispositivi
optoelettronici: LED, laser, fotorivelatori, celle solari
Abilità: Capacità di analizzare le proprietà elettriche e ottiche di dispositivi optoelettronici e definire
le caratteristiche indicate nei vari campi di applicazione. Calcolo dell'efficienza di dispositivi LED e
dispositivi fotovoltaici. Derivazione di semplici modelli del comportamento elettrico e ottico di dispositivi
optoelettronici a partire da una descrizione fisica (geometrie, composizione, droganti, spessori degli strati
epitassiali) dei dispositivi stessi.
Modalita' di esame: Prove scritte a metà e alla fine del corso con esercizi numerici e domande di teoria. Homework assegnati
Criteri di valutazione: La valutazione si basa sulla verifica della conoscenza teorica dei principi di funzionamento dei dispositivi
optoelettronici e delle proprietà dei materiali usati in optoelettronica. Viene richiesta la capacità di
risolvere semplici esercizi numerici sui dispositivi optoelettronici, i relativi principi operativi e le
applicazioni.
Contenuti: Cenni di meccanica quantistica. Eterostrutture. Teoria di Anderson. Diagrammi a Bande. Profilo
Capacità-Tensione. Buche quantiche. Proprietà delle eterostrutture e dei dispositivi a semiconduttori
composti. Proprietà ottiche dei semiconduttori. Transizioni radiative e assorbimento. Rate equations.
Ricombinazione non radiativa. Ricombinazione Auger. Teoria della ricombinazione radiativa. Dispositivi
emettitori di luce: Light Emitting Diode (LED). Caratteristiche tensione-corrente. Non idealità delle
caratteristiche tensione-corrente. Valutazione delle resistenze parassite. Carrier loss e carrier overflow.
Electron blocking layers, un caso reale: l'efficiency droop. Dipendenza delle proprietà elettro-ottiche dalla
temperatura. Efficienza quantica interna, esterna, efficienza di estrazione. LED ad alta efficienza. Laser a
semiconduttore. Condizioni di oscillazione laser, soglia di guadagno. Propagazione dei modi in cavità. Diodi
laser: principi di funzionamento. Rate equation in regime stazionario. Caratteristica potenza ottica-corrente
di un diodo laser. Diodi laser per comunicazioni su fibra ottica. Diodi superluminescenti. Fotorivelatori:
diodi p-i-n, avalanche photodetectors (APD), rivelatori MSM, fototransistor. Celle solari. Struttura delle
celle solari, principi di funzionamento, non idealità. Strutture ottimizzate di celle solari: celle a
concentrazione, celle multigiunzione, celle a film sottile. Approfondimenti. Affidabilità in optoelettronica:
proposte di tesi.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso è strutturato in lezioni di teoria, esercitazioni numeriche in aula, dimostrazioni sperimentali in
aula e in laboratorio. Attraverso la visita ai laboratori del dipartimento viene presentata l'attività di
ricerca svolta da ricercatori del DEI anche in collaborazione con industrie dei settori semiconduttori e
optoelettronica, con applicazione nelle telecomunicazioni, nella bioingegneria, nell'illuminazione,
nell'elettronica di potenza, nei sistemi per l'automobile.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Nelle pagine web del corso sono presenti tutte le slide delle lezioni, i testi di alcuni tra gli esercizi
proposti, e materiale didattico complementare relativo ad alcuni argomenti specifici.
Testi di riferimento:
  • Kasap, Safa O.; Sinha, Ravindra Kumar, Optoelectronics and photonicsprinciples and practices S. O. Kasap. Boston [etc.]: Pearson, 2013. Cerca nel catalogo
  • Schubert, E. Fred, Light-emitting diodes E. Fred Schubert. Cambridge: Cambridge University, 2006. Cerca nel catalogo