INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
COORDINACIÓN GENERAL DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO
FORMATO GUÍA PARA REGISTRO DE ASIGNATURAS
Hoja 1 de 5
I.
DATOS DEL PROGRAMA Y LA ASIGNATURA
1.1 NOMBRE DEL PROGRAMA:
MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA
ELECTROMAGNÉTICA Y TECNOLOGÍAS FOTÓNICAS.
1.2 COORDINADOR DEL PROGRAMA:
1.3 NOMBRE DE LA ASIGNATURA:
DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES
OPTOELECTRÓNICOS.
1.4 CLAVE: (Para ser llenado por la CGPI)
1.5 TIPO DE ASIGNATURA: OBLIGATORIA OPTATIVA x
SEMINARIO ESTANCIA
1.6 NÚMERO DE HORAS: TEORÍA 108 PRÁCTICA T-P
1.7 UNIDADES DE CRÉDITO: 12
1.8 FECHA DE LA ELABORACIÓN DEL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: 05 08 05
d M a
1.9 SESIÓN DEL COLEGIO DE PROFESORES
EN QUE SE ACORDÓ LA IMPLANTACIÓN DE LA ASIGNATURA:
SESIÓN No. FECHA:
d M a
1.10 FECHA DE REGISTRO EN CGPI: (Para ser llenado por la CGPI)
d m a
II.
DATOS DEL PERSONAL ACADÉMICO
2.1 COORD. ASIGNATURA: DRA. TETYANA V. TORCHYNSKA CLAVE: T-10
2.2 PROFR. PARTICIPANTE: DR. VÍCTOR CABRERA ARENAS CLAVE:
Hoja 2 de 5
III. DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO DEL PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
III.1 OBJETIVO GENERAL:
Aprender los conocimientos generales para ser capaz de trabajar en el área de la tecnología fotónica y optoelectrónica.
III.2 DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO
TEMAS Y SUBTEMAS TIEMPO (h)
I. PANORAMA GENERAL SOBRE LA OPTOELECTRÓNICA Y MATERIALES OPTOELECTRÓNICOS.
I.1 Introducción.
2
II. BASE TEÓRICA II.1 Fase tetragonal.
II.1.1 Red cristalina de diamante. II.1.2 Red cristalina Zinc blenda. II.1.3 Red cristalina Wurtzite. II.2 Enlaces químicos en fase tetragonal. II.2.1 Red reciproca.
II.2.2 Estructuras de bandas de los semiconductores con red cristalina de diamante.
II.3 Simetría de la estructura de bandas.
III. SEMICONDUCTORES CON METAL.
III.1 Diagrama de zona.
III.2 Emisión termoeléctrica y diferencia de potencial. III.3 Efecto Schottky.
III.4 El valor de la barrera. III.5 Corriente de difusión. III.6 Corriente óhmica.
III.7 Concentración de portadores en equilibrio termodinámico. III.8 Fenómeno de transporte.
III.9 Comportamiento del semiconductor bajoun campo eléctrico alto.
Hoja 3 de 5 10
IV. UNIONES P-N (P-N JUNCTION).
IV.1 Homo unión p-n. Diagrama de energía de la unión p-n. IV.2 Heterounión p-n. Diagrama de energía de heterouniones. IV.3 Características de Voltaje-Corriente de uniones p-n. IV.4 Inyección de portadores minoritarios.
IV.5 Capacidad de difusión de uniones p-n. IV.6 Región de agotamiento.
IV.7 Capacidad de carga de uniones p-n.
IV.8 Teoría de difusión del efecto de rectificación. IV.9 Teoría del diodo del efecto de rectificación. IV.10 Contacto óhmico.
IV.11 Influencia de la recombinación de la unión p-n en polarización directa e inversa.
IV.12 Diodos y transistores.
20
V. DISPOSITIVOS FOTOELECTRÓNICOS.
V.1 Fotorresistores.
V.1.1 Diseño de fotorresistores.
V.1.2 Fotosensitividad integral de fotorresistores. V.1.3 Características espectrales de fotorresistores. V.2 Fotodiodos.
V.2.1 Fotosensitividad integral de fotodiodos. V.2.2 Características espectrales de fotodiodos. V.2.3 Eficiencia de fotodiodos.
V.3 Celdas solares.
V.3.1 Celdas solares con homo unión p-n. V.3.2 Celdas solares con heterouniones p-n. V.3.3 Celdas solares tandem.
V.3.4 Celdas solares para aplicaciones terrestres y espaciales. V.4 Fototransistores.
V.5 Fotodiodos de efecto avalancha. V.6 Fototransistores de efecto avalancha.
VI. DISPOSITIVOS EMISORES DE LUZ
VI.1 Electroluminiscencia.
VI.1.1 Inyección de portadores.
VI.1.1 Aceleración de portadores e ionización de avalancha. VI.2 Dispositivos de inyección emisores de luz.
VI.2.1 Emisión espontánea y estimulada de uniones p-n. VI.2.2 Diodos emisores de luz.
VI.2.3 Desempeño del LED. VI.2.4 Estructuras LED avanzadas. VI.2.5 Láseres de semiconductor.
VI.2.6 Principios básicos de los diodos láser. VI.2.7 Diseño del Láser.
VI.3 Moduladores ópticos.
VI.4 Dispositivos electroluminiscentes.
20
VII. ESTRUCTURAS DE SEMICONDUCTORES AVANZADOS.
VII.1 Súper redes cristalinas.
VII.2 Estructuras con confinamiento cuántico. VII.2.1 Pozos cuánticos.
VII.2.2 Alambres cuánticos. VI.2.3 Puntos cuánticos.
8
VIII. SISTEMAS DE COMUNICACIONES ÓPTICAS Y CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN
VIII.1 Propiedades de la fibra óptica.
VIII.2 Demandas de los dispositivos ópticos
.
2
Materiales Optoelectrónicos
IX. SEMICONDUCTORES ELEMENTALES.
IX.1 Diamante. IX.2 Germanio. IX.3 Silicio.
IX.4 Propiedades características de los semiconductores elementales en dependencia de la red cristalina y la energía de los enlaces.
6
X. SEMICONDUCTORES COMPUESTOS.
X.1 Semiconductores compuestos de los grupos A1V BVI. X.2 Semiconductores compuestos de los grupos A111BV.
X.3 Soluciones sólidas y aleaciones ternarias de materiales III-V.
X.4 Propiedades características de los semiconductores compuestos en dependencia de la red cristalina y la energía de los enlaces químicos.
XI SEMICONDUCTORES COMPUESTOS DE LOS GRUPOS A11 BV1. XI.1 Impurezas en materiales II-VI.
XI.2 Soluciones sólidas y aleaciones ternarias de materiales II-VI.
XI.3 Propiedades características de semiconductores compuestos en dependencia de la red cristalina y de la energía de los enlaces químicos.
Hoja 5 de 5 4
III.3 BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA EN LA ASIGNATURA
1. “Materials used in Semiconductor Devices”, Ed. C.A.Hogarth,
Publisher John Wiley and Sons, Inc., New-York – London - Sydney, 1974. 2. O.Madelung , “Physics of III-V Compounds”, Publisher
John Wiley and Sons, Inc., New-York – London - Sydney, 1974. 3. “Physics and Chemistry of II-VI Compounds”, Ed. M.Aven, J.S.Prener,
North-Holland Publishing Company – Amsterdam. 1977.
4. “Current Topic in Photovoltaics”, Ed. T.J.Coutts, J.D.Meakin, Academic Press, 1985.
5. A.G.Milnes, D.L.Feucht, Heterojunctions amd Metal – “Semiconductor Junctions”, Ed. Academic Press, N.Y., 1972.
6. A.L.Fahrenbruch, R.H.Bube, “Fundamentals of solar cells, photovoltaic solar energy conversion”, N.Y., Academic Press, 1983.
7. A.Berg, P.Din, “Light-emitting diodes”, Ed. Academic Press, 1982.
8. “Solar Energy Conversion”, Ed.B.O.Seraphin, Pub.Spring-Verlag, Berlin Heidelberg, N.Y., 1979. 9. S.M.Sze, “Physics of Semiconductor Devices”, Pub. J.Wiley&Sons, N.Y., 1981.
10. Jasprit Singh, “Semiconductor Devices, An Introduction”, Ed. McGraw’Hill International Editions, 1994.