Guía docente de Nanodispositivos Optoelectrónicos (M44/56/2/17)

Curso 2023/2024
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 18/07/2023

Máster

Máster Universitario en Física: Radiaciones, Nanotecnología, Partículas y Astrofísica

Módulo

Nanotecnología: Física y Aplicaciones

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Primero

Créditos

6

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Luca Donetti
  • Andrés Godoy Medina

Tutorías

Luca Donetti

Email
  • Primer semestre
    • Martes 11:30 a 13:30 (Fac. Ciencias-Dpto.Electrónica-Dcho.18)
    • Miércoles 15:30 a 17:30 (Fac. Ciencias-Dpto. Electrónica, Despacho 18)
    • Jueves 11:30 a 13:30 (Fac. Ciencias-Dpto.Electrónica-Dcho.18)
  • Segundo semestre
    • Martes 10:00 a 13:00 (Fac. Ciencias-Dpto. Electrónica, Despacho 18)
    • Jueves 10:00 a 13:00 (Fac. Ciencias-Dpto. Electrónica, Despacho 18)

Andrés Godoy Medina

Email
  • Primer semestre
    • Lunes 11:00 a 13:00 (Dpto.Electronica-Dcho.16)
    • Martes 11:00 a 13:00 (Dpto.Electronica-Dcho.16)
  • Segundo semestre
    • Lunes 11:00 a 13:00 (Dpto.Electronica-Dcho.16)
    • Martes 11:00 a 13:00 (Dpto.Electronica-Dcho.16)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

  • Fundamentos de la interacción radiación-materia.
  • Nanodispositivos detectores de luz: Fotodiodos y células solares.
  • Nanodispositivos emisores de luz: Ledes y láseres.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Para cursar la asignatura se recomiendan conocimientos básicos de física del estado sólido, física estadística, física cuántica, electromagnetismo y métodos numéricos de resolución de ecuaciones.

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

El alumno sabrá/comprenderá:

  • Los fundamentos físicos de los dispositivos optoelectrónicos.
  • Los modelos físicos que describan el comportamiento de los nanodispositivos optoelectrónicos: Distinguir los distintos procesos de generación y recombinación radiativa y no radiativa que pueden tener lugar en un semiconductor.
  • Relacionar y calcular las magnitudes eléctricas y ópticas propias de los dispositivos emisores y receptores de luz.

El alumno será capaz de:

  • Utilizar herramientas de simulación numérica para analizar el comportamiento de los nanodispositivos optoelectrónicos.
  • Desarrollar de modelos físicos que describan el comportamiento de los nanodispositivos optoelectrónicos.

 

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

  • Revisión de conceptos básicos de Electrónica Física y Heteroestructuras.
  • Diodos detectores de luz. Parámetros característicos. Fotodiodos y células solares. Tipos de fotodiodos y sus características.
  • Procesos de generación y recombinación en semiconductores: Recombinación radiativa y no radiativa.
  • Diodos emisores de Luz (LED): estructuras para alta eficiencia y aplicaciones.
  • Emisión y absorción estimulada. Ecuación de Einstein. Ganancia óptica en un semiconductor. Láseres semiconductores.
  • Aplicaciones optoelectrónicas en sistemas confinados: pozos cuánticos, hilos cuánticos y puntos cuánticos.

Práctico

Seminarios/Talleres:

  • Caracterización de células solares con la herramienta AFORS-HET.
  • Laboratorio de caracterización de dispositivos optoelectrónicos.
  • Simulación de LED con Sentaurus TCAD.

Prácticas de laboratorio:

  • Caracterización eléctrica de una célula solar.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • A. Smets, K. Jäger, O. Isabella, R. Van Swaaij, M. Zeman; “Solar energy: The physics and engineering of photovoltaic conversion, technologies and systems”, UIT Cambridge.
  • Jasprit Singh, “Electronic and Optoelectronic Properties of Semiconductor Structures”, Cambridge University Press, 2003.
  • F. Schubert: “Light –Emitting Diodes”, 2nd Edition. Cambridge University Press, 2008.
  • J. T. Verdeyen, “Laser Electronics”, 3rd. Edition Prentice Hall, 1995.
  • Debdeep Jena; "Quantum Physics of Semiconductor Materials and Devices", Oxford University Press, 2022

Bibliografía complementaria

  • Karl F. Renk, Basics of Laser Physics (2 ed.), Springer, 2017.
  • Takahiro Numai, Fundamentals of Semiconductor Laser (2 ed.), Springer, 2015.
  • Manijeh Razeghi, Technology of Quantum Devices, Springer, 2010.

Metodología docente

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

  • Exámenes con contenidos teóricos y problemas: 50%
  • Resolución de problemas: 10%
  • Realización, exposición y defensa de trabajos: 40%

Evaluación Extraordinaria

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

  • Examen final de contenidos teóricos y problemas: 100%

Evaluación única final

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases, lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación consistirá en la realización de un examen final escrito sobre los contenidos de la teoría y resolución de problemas (100% de la calificación).

Información adicional

Se facilitará la comunicación electrónica entre el estudiante y el profesor a través de la plataforma web de apoyo a la docencia PRADO (http://prado.ugr.es/)