Materiali fotoconduttivi

Note

Per l'a.a. 2015-2016 il Corso si terrà al primo semestre con inizio delle lezioni nella seconda settimana di novembre.

Programma

Il Corso propone una panoramica sullo studio delle proprietà e della preparazione di materiali fotoconduttivi e sulle loro applicazioni. Nella parte di lezione frontale (4 CFU) verranno presentati i concetti fondamentali che stanno alla base del fenomeno di variazione di conducibilità nei solidi in seguito ad illuminazione. Il Corso prevede anche una parte di attività di laboratorio per un monte ore pari a 2 CFU.

Argomenti trattati nella parte di lezione frontale (4 CFU):

• La fotoconducibilità come effetto multiprocesso: assorbimento ottico, generazione di carica elettrica libera, trasporto/trapping/ricombinazione, raccolta agli elettrodi, cenni alla generazione non ottica (raggi X, gamma, fasci di particelle)
• Richiami sul processo di assorbimento ottico
• Processi fotoconduttivi e loro trattazione matematica, fotoconducibilità negativa
• Scelta del materiale fotoconduttivo, preparazione dei campioni ed effetto dei contatti metallici
• Tecniche sperimentali che sfruttano processi di conducibilità fotoindotta: misura di mobilità e tempo di vita dei portatori (elettroni e lacune), distribuzione di stati elettronici nel materiale, profilo di campo elettrico nel materiale, studio dei processi di generazione e ricombinazione, dinamiche della risposta (processi lenti e regimi non stazionari). Geometrie di misura.
• Aspetti legati alla complessità e al disordine cristallino del campione 
• Approfondimenti su alcuni fenomeni legati alla fotoeccitazione (anche su suggerimento degli studenti): effetto fotovoltaico, fotoconducibilità da imperfezioni, applicazioni e cenni ai dispositivi che sfruttano processi di conducibilità fotoindotta

Attività di laboratorio (2 CFU)

L'attività di laboratorio prevede la preparazione di un campione (di materiale proposto eventualmente anche dallo studente) adatto a misure di fotoconducibilità. Si effettueranno misure di assorbimento ottico nella regione spettrale di interesse e misure di caratterizzazione elettrica tensione-corrente per studiare l'effetto dei contatti metallici. Si utilizzeranno poi una o più tecniche di misura di conducibilità fotoindotta per studiare le proprietà di trasporto del materiale. L'attività di Laboratorio sarà svolta presso i Laboratori di Ricerca del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra e dell'Istituto IMEM-CNR di Parma.

Verifica dell'apprendimento

Al termine del Corso lo studente relazionerà in forma di seminario sull'attività svolta in laboratorio e sui risultati ottenuti.