1

Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti Facultatea de Electronică, TelecomunicaŃii şi Tehnologia InformaŃiei Catedre: Tehnologie Electronica si Fiabilitate, Dispozitive, Circuite şi Aparate Electronice Electronică Aplicată şi Ingineria InformaŃiei TelecomunicaŃii

F I S A D I S CI PL I N E I

1. DATE DE IDENTIFICARE

Titlul disciplinei: MATERIALE PENTRU ELECTRONICA

Titulari de disciplină: Prof. Marin Dragulinescu Prof. Paul Schiopu Prof. Manea Adrian

Tipul: pregătire generală

Număr ore curs: 42 ore

Număr ore aplicaŃii: 21 ore

Numărul de puncte de credit: 5

Semestrul: 3

Pachetul: aria curriculară comună

PrecondiŃii: parcurgerea următoarelor discipline: • Bazele electrotehnicii, campuri electrice si

magnetice

2. OBIECTIVELE DISCIPLINEI

- pentru curs: Prezentarea proprietatilor materialelor cu utilizare in electronica. Influienta structurii materialelor asupra proprietatilor. Elemente de tehnologie a dispozitivelor dielectrice, magnetice, conductoare si semiconductoare. Prezentarea la curs a principalelor aplicatii ale materialelor

- pentru aplicaŃii: Masurarea principalelor proprietati de material; dependenta acestor proprietati de frecventa, temperatura, incarcare si forma probei

3. COMPETENłE SPECIFICE

Crearea abilităŃilor de a folosi optimal diverse materiale in aplicatii si proiecte; cunoştinŃele generale privind influienta structurii asupra proprietatilor de material. Posibilitatea de a evalua din datele de catalog caracteristicile unui dispozitiv construit dintr-un material anume. Cunoasterea limitelor de utilizare ale diverselor materiale folosite in electronica pentru realizarea unor dispozitive pe baza acestora. Cunoasterea unor cerinte pentru noi materiale necesare in realizari viitoare.

2

4. CONłINUTUL TEMATIC (SYLABUS) a. Curs:

Capitolul ConŃinutul Nr. ore

1 INTRODUCERE 1.1 Structura atomica a materialelor 1.2 Stari structurale ale substanŃei. 1.3 Structura materialelor solide 1.4 Tipuri de legaturi în monocristale 1.5 Fononi 1.6 Electroni în corpul solid 1.7 Modelul zonelor energetice 1.8 Proprietati macroscopice ale materialelor

2

2 MATERIALE SOLIDE CRISTALINE 2.1 Introducere 2.2 Simetria poliedrelor cristaline 2.3 Categorii, sisteme (singonii) si clase cristalografice. 2.4 Exemple de materiale cristaline 2.5 Proprietatile de grup ale operatiilor de simetrie 2.6 Descrierea matematica a proprietatilor corpurilor cristaline 2.7 Aplicatii 2.8 Structuri compacte ale cristalelor. 2.9 Imperfectiuni în aranjamentul atomic 2.10 Determinarea structurii cristalelor 2.11 Reteaua inversa 2.12 Influienta simetriei cristaline asupra proprietatilor de material 2.13 Efectul simetriei asupra proprietatilor de material exprimabile printr-un

vector 2.14 Influienta simetriei asupra proprietatilor exprimate printr-un tensor de

ordinul doi 2.15 Influienta simetriei asupra proprietatilor exprimate

printr-un tensor de ordinul trei 2.16 Forma tensorilor de ordinul IV

4

3 MATERIALE DIELECTRICE 3.1 Introducere. Polarizarea dielectricilor 3.2 Materiale cu polarizare temporara 3.3 Mecanisme de polarizare 3.4 Pierderi dielectrice. 3.5 Dependenta de frecventa si temperatura a permitivitatii complexe 3.6 Conductia în materialele dielectrice. 3.7 Strapungerea materialelor dielectrice. 3.8 Observatii în legatura cu mecanismele de strapungere. 3.9 Dielectrici solizi cu polarizare temporara 3.10 Materiale dielectrice neliniare 3.11 Polarizarea piezoelectrica. 3.12 Electreti

4

4 STAREA MEZOMORFA; CRISTALE LICHIDE 4.1 Introducere 4.2 Clasificarea cristalelor lichide. 4.3 Efectele electrooptice în CLN 4.4 Proprietati elasice ale cristalului lichid 4.5 Timpul de raspuns al unui cristal lichid 4.6 Efecte de câmp în cristale lichide 4.7 Efecte termice 4.8 Tehnici de comanda a celulelor de afisaj cu cristale lichide 4.9 Metode de adresare termica si optica

4

5 MATERIALE MAGNETICE 5.1 Proprietati magnetice ale materialelor 5.2 Influenta câmpului asupra materialului magnetic. 5.3 Clasificarea materialelor magnetice dupa susceptibilitate. 5.4 Ferite

4

3

5.5 Expresii ale proprietatilor electrice si magnetice ale fero si ferimagneticilor.

5.6 Proprietati de semnal mic ale materialelor fero(feri)magnetice. 5.7 Ciclul de histerezis al materialelor fero(feri)magnetice si permeabilitatea. 5.8 Pierderi în materiale magnetice (câmpuri slabe) 5.9 Expresii ale proprietatilor de material la câmpuri intense. 5.10 Expresia generala a puterii de pierderi într-un miez magnetic

moale în regim neîncarcat. 5.11 Influenta întrefierului asupra proprietatilor de material 5.12 Torul de substitutie (TS). 5.13 Ferite moi pentru aplicatii (altele decât microunde). 5.14 Alte structuri. 5.15 Materiale metalice magnetice moi 5.16 Magneti permanenti 5.17 Materiale ferimagnetice pentru aplicatii de microunde

6 MATERIALE CONDUCTOARE 6.1 Introducere 6.2 Principalii factori care influenteaza

conductivitatea unui material metalic conductor 6.3 Influenta temperaturii 6.4 Materiale supraconductoare 6.5 Aplicatii ale supraconductorilor 6.6 Materiale de înalta conductivitate 6.7 Materiale rezistive 6.8 Materiale pentru contacte

4

7 MATERIALE SEMICONDUCTOARE ELEMENTARE SI COMPUSE 7.1 Introducere 7.2 Clasificarea materialelor semiconductoare 7.3 Diagrama de benzi a materialelor semiconductoare compuse 7.4 Conductivitatea materialelor semiconductoare 7.5 Ecuatiile de continuitate 7.6 Semiconductori intriseci 7.7 Semiconductoare extrinseci 7.8 Efectul temperaturii aspra concentratiei de purtatori 7.9 Superretele

3

8 HOMOJONCłIUNI ŞI HETEROJONCTIUNI SEMICONDUCTOARE 8.1 Introducere 8.2 Caracteristica curent tensiune a unei jonctiuni p-n. 8.3 Diode Schottky 8.4 Limitari necesare în dispozitive cu jonctiuni 8.5 Heterojonctiuni

2

9 TEHNOLOGIA MATERIALELOR SEMICONDUCTOARE 9.1 Obtinerea materialelor semiconductoare 9.2 Metode de purificare fizica 9.3 Metode de obtinere a monocristalelor 9.4 Metode de crestere din topitura 9.5 Epitaxia din faza lichida (LPE) 9.6 Metode de crestere epitaxiala din faza de vapori 9.7 Metoda MOCVD pentru epitaxia straturilor subtiri 9.8 Metode de dopare selectiva si cotrolata a materialelor semiconductoare 9.9 Consideratii privind fabricarea heterojonctiunilor 9.10 Optica microlitografiei. 9.11 Implantarea ionica

6

10 TEHNOLOGIA DISPOZITIVELOR SEMICONDUCTOARE DISCRETE 10.1 Clasificare 10.2 Structuri ale principalelor tipuri diode semiconductoare 10.3 Structuri ale principalelor tipuri de tranzistoare

2

11 TEHNOLOGIA CIRCUITELOR INTEGRATE 11.1 Introducere 11.2 Tehnologia bipolara. 11.3 Variante ale tehnologiei standard.

4

4

11.4 Tehnologia MOSFET 11.5 Tehnologia MESFET

MATERIALE FOTONICE 12.1 Introducere; nanomateriale 12.2 Radiatia produsa de o jonctiune pn 12.3 Diode Laser. Emisia stimulata

3

Total: 42

5. EVALUAREA

a) ActivităŃile evaluate şi ponderea fiecăreia: - examen partial 35%; - tema de casa 30% - examen final (scris): 35%.

b) CerinŃele minimale pentru promovare: conform „Regulamentului studiilor universitare de licenŃă” şi „Regulamentului privind activitatea profesională a studenŃilor”, cu obligativitatea obŃinerii a cel puŃin 50% din punctajul afectat activităŃii din timpul semestrului

c) Calculul notei finale: conform „Regulamentului studiilor universitare de licenŃă” şi „Regulamentului privind activitatea profesională a studenŃilor”.

6. REPERE METODOLOGICE

• Prezentarea prelegerilor de curs se face în amfiteatru cu facilităŃi multimedia. • Prezentările de la prelegeri şi foile de platformă pentru laborator sunt disponibile

studenŃilor sub formă electronică.

7. BIBLIOGRAFIA

- M Dragulinescu, A Manea „Materiale pentru electronica” vol I,II Ed MatrixRom Bucuresti 2002.

- H L Kwock „Electronic Materials” PWS Publshing Company 1997 - V M Catuneanu, O Iancu, M Dragulinescu EDP Bucuresti 1972

ŞEF DE CATEDRĂ TITULARI DE DISCIPLINĂ

Prof. Dr.ing. Ovidiu Iancu Prof.Dr.ing Marin Dragulinescu

Prof. Dr.ing Paul Schiopu

Prof. Dr.ing Manea Adrian