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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 PHOTONICS [003PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese OPTOELECTRONICS FOR GREEN TECHNOLOGIES
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2019-IN2371-003PD-2019-INP9087852-N0
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

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INP9087852 OPTOELECTRONICS FOR GREEN TECHNOLOGIES -- IN2371
INP9087852 OPTOELECTRONICS FOR GREEN TECHNOLOGIES -- 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

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