Descriptif
PHY567 - Physique des semiconducteurs
Dans ce cours, on décline les concepts de base de la physique des semi-conducteurs sur l'exemple d'un petit nombre de composants, qui sont à la fois des composants-clés pour l’industrie (énergie, télécommunications, informatique, défense et sécurité, environnement, médical…) et des systèmes modèles pour la physique fondamentale.
Après une présentation concise et ciblée des propriétés essentielles des semi-conducteurs «technologiques» (silicium et composés III-V), des phénomènes de transport et des propriétés optiques de ces matériaux, on étudiera en particulier :
- la jonction p-n (diode) qui illustre la physique des dispositifs à porteurs minoritaires et constitue l’élément de base des cellules solaires ;
- le transistor à effet de champ métal/oxyde/semi-conducteur (MOSFET) qui est la brique de base des circuits intégrés numériques complexes ; on présentera également des technologies récentes (3D, FinFets…) ainsi que les FETs à grilles flottantes utilisés dans les mémoires Flash ;
- la LED, diode électroluminescente, et les technologies à base de nitrures qui sont adaptées à l’éclairage et jouent un rôle essentiel pour les économies d’énergie ;
- la diode laser à puits quantiques, élément qui conditionne les performances ultimes des systèmes de télécommunication ;
- les évolutions très récentes ainsi que le futur de la micro- et de la nano-électronique seront analysés à partir de quelques composants quantiques (détecteurs à puits quantiques, laser à cascade quantique).
Niveau requis : PHY311- Mécanique quantique. Le cours utilisera également des éléments des cours PHY430 - Physique quantique avancée et PHY433 - Physique statistique 1. Toutefois, ce cours n’exigera aucun prérequis, grâce à une mise à niveau spécifique (« Amphi Zéro ») proposée aux élèves qui le souhaitent.
Langue du cours : Anglais (ou Français s'il n'y a que des élèves francophones).
Diplôme(s) concerné(s)
- AUDITEURS - IP Paris
- M1 PHYS - Physique
- Programmes d'échange internationaux
- M1 IES - Innovation, Entreprise et Société
- Non Diplomant
- Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Parcours de rattachement
Objectifs de développement durable
ODD 9 Industrie, Innovation et Infrastructure.Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade américainPour les étudiants du diplôme AUDITEURS - IP Paris
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- Note initiale < 10
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Non Diplomant
Vos modalités d'acquisition :
Oraux individuels : 30 mn de préparation et 30 mn d'interrogation comportant une question de cours et un exercice.
Rattrapage : Examen oral également
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- Note initiale < 10
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme M1 PHYS - Physique
Vos modalités d'acquisition :
Oraux individuels : 30 mn de préparation et 30 mn d'interrogation comportant une question de cours et un exercice.
Rattrapage : Examen oral également
.
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 7
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- Note initiale < 7
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
Oraux individuels : 30 mn de préparation et 30 mn d'interrogation comportant une question de cours et un exercice.
Rattrapage : Examen oral également
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- Note initiale < 10
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Vos modalités d'acquisition :
Oraux individuels : 30 mn de préparation et 30 mn d'interrogation comportant une question de cours et un exercice.
Rattrapage : Examen oral également
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- Note initiale < 10
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme M1 IES - Innovation, Entreprise et Société
Vos modalités d'acquisition :
Oraux individuels : 30 mn de préparation et 30 mn d'interrogation comportant une question de cours et un exercice.
Rattrapage : Examen oral également
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 7
- le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
- Note initiale < 7
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
Contenu du cours :
- Structure de bandes ;
- Semi-conducteurs intrinsèques et extrinsèques ;
- Phénomènes de transport, jonction p-n ;
- Fonction enveloppe : hétérostructures et puits quantiques ;
- Propriétés optiques ;
- Le transistor MOSFET, circuits électroniques de base ;
- La diode électroluminescente et la diode laser.
Des expériences illustratives seront réalisées au début ou à la fin des cours.