Temas y subtemas del curso:1. Introducción al curso
1.1. Importancia de los semiconductores en la electrónica
1.2. Ejemplos de aplicaciones
1.3. Clasificación de sólidos
2. Redes cristalinas
2.1. Materiales cristalinos y amorfos
2.2. Redes de Bravais
2.3. La red recíproca
2.4. Difracción de rayos X en cristales
2.5. Enlaces cristalinos
2.6. Vibraciones en redes cristalinas
3. Ecuaciones de distribución de la física estadística
3.1. Distribución de Maxwell-Boltzmann
3.2. Distribución de Fermi-Dirac
3.3. Distribución de Bose-Einstein
4. Mecánica cuántica de sólidos
4.1. La ecuación de Schrödinger
4.2. Modelo del electrón libre
4.3. Modelo de Kronig-Penney del potencial periódico
4.4. La aproximación de enlaces fuertes
4.5. Zonas de Brillouin
4.6. Teoría de bandas
5. Propiedades de transporte
5.1. Efectos colectivos
5.2. Fenómenos de transporte
5.3. Difusión
5.4. Arrastre y mobilidad
6. Materiales semiconductores
6.1. Semiconductores intrínsecos y extrínsecos
6.2. Efecto Hall en semiconductores
6.3. Homouniones y heterouniones
6.4. Semiconductores amorfos
6.5. Heteroestructuras
6.6. Semiconductores con dopado no uniforme
6.7. Superficies libres
7. Fundamentos de optoelectrónica
7.1. Propiedades y fenómenos ópticos
7.2. Fotoconductividad
7.3. Dispositivos optoelectrónicos
Objetivos específicos de aprendizaje:1.1. Reconocer la importancia de los semiconductores en la ingeniería electrónica

1.2. Identificar ejemplos de aplicaciones de los dispositivos de estado sólido especializados
1.3. Establecer los principales esquemas de clasificación de sólidos
2.1.1. Distinguir entre materiales cristalinos y amorfos
2.1.2. Identificar ejemplos de materiales cristalinos y de materiales amorfos
2.2.1. Identificar los sistemas cristalinos y las redes de Bravais que le corresponden
2.2.2. Reconocer las características principales de las diferentes redes de Bravais
2.2.3. Definir los conceptos de celda unitaria, planos cristalinos e índices de Miller
2.3. Definir el concepto de red recíproca
2.4.1. Analizar el proceso de difracción de rayos X en cristales
2.4.2. Enunciar y explicar las leyes de Bragg y Von Laue
2.4.3. Identificar los procesos de difracción de electrones y neutrones en cristales
2.5. Reconocer los principales tipos de enlaces cristalinos (iónico, covalente, Van der Waals, metálico y por puente de hidrógeno)

2.6.1. Analizar la dinámica de redes cristalinas en una y tres dimensiones
2.6.2. Definir el concepto de fonón
3.1. Enunciar y aplicar la ley de distribución de Maxwell-Boltzmann
3.2. Enunciar y aplicar la ley de distribución de Fermi-Dirac
3.3. Enunciar y aplicar la ley de distribución de Bose-Einstein
4.1.1. Enunciar y explicar la ecuación de Schrödinger en una y tres dimensiones
4.1.2. Analizar problemas cuánticos sencillos por medio de la ecuación de Schrödinger
4.2. Explicar en qué consiste el modelo del electrón libre en metales
4.3.1. Enunciar el teorema de Bloch
4.3.2. Analizar el modelo de Kronig-Penney para un potencial periódico unidimensional y deducir las conclusiones correspondientes

4.3.3. Definir el concepto de masa efectiva
4.4. Analizar la aproximación de enlaces fuertes como un modelo para describir estructuras periódicas en una dimensión
4.5.1. Definir el concepto de zonas de Brillouin
4.5.2. Identificar las zonas de Brillouin de estructuras cristalinas selectas
4.6.1. Analizar la estructura de bandas de materiales aislantes, conductores y semiconductores
4.6.2. Analizar la ocupación de estados electrónicos en cristales usando la distribución de Fermi-Dirac
4.6.3. Definir los conceptos de energía de Fermi y hueco
5.1. Describir y analizar los efectos de las interacciones electrón-fonón y electrón-electrón en cristales
5.2.1. Identificar los principales fenómenos de transporte en materiales cristalinos
5.2.2. Enunciar y aplicar la ecuación de transporte de Boltzmann
5.3.1. Analizar el proceso de difusión de impurezas en semiconductores
5.3.2. Enunciar y aplicar las leyes de Fick para la difusión en semiconductores
5.4.1. Definir los conceptos de arrastre y mobilidad
5.4.2. Explicar la conductividad eléctrica y la ley de Ohm por medio del modelo de Drude
6.1.1. Definir el concepto de semiconductor intrínseco
6.1.2. Describir las características de los semiconductores intrínsecos
6.1.3. Definir el concepto de semiconductor extrínseco
6.1.4. Distinguir entre materiales tipo p y tipo n
6.1.5. Describir las características de los semiconductores extrínsecos
6.1.6. Calcular la mobilidad de electrones y huecos en un semiconductor
6.2.1. Explicar en qué consiste el efecto Hall
6.2.2. Definir y calcular el coeficiente de Hall
6.3.1. Definir los conceptos de homounión y heterounión
6.3.2. Describir diferentes configuraciones de aleaciones semiconductoras y heterouniones
6.4. Describir las propiedades de los semiconductores amorfos
6.5. Describir las características de las heteroestructuras semiconductoras
6.6. Describir el efecto de un dopado no uniforme en el comportamiento de los semiconductores
6.7. Analizar el efecto de la existencia de superficies libres en las propiedades del semiconductor
7.1.1. Analizar las propiedades ópticas de cristales por medio de la teoría de bandas
7.1.2. Evaluar las diferencias entre gap directo e indirecto
7.1.3. Identificar los principales fenómenos ópticos que se presentan en semiconductores
7.2. Definir y analizar el fenómeno de fotoconductividad
7.3. Describir y modelar los principales dispositivos optoelectrónicos, incluyendo el diodo emisor de luz, el fotodiodo y el diodo láser semiconductor

Metodología de enseñanza:ñanza
Tiempo estimado de cada tema:TEMA 1. Introducción al curso: 3 horas
TEMA 2. Redes cristalinas: 9 horas
TEMA 3. Ecuaciones de distribución de la física estadística: 6 horas
TEMA 4. Mecánica cuántica de sólidos: 9 horas
TEMA 5. Propiedades de transporte: 6 horas
TEMA 6. Materiales semiconductores: 6 horas
TEMA 7. Fundamentos de optoelectrónica: 6 horas

Políticas de evaluacion sugeridas:Examen parcial # 1 15%
Examen parcial # 2 15%
Examen parcial # 3 15%
Tareas 10%
Actividad de ABP (problema) 5%
Simulación 5%
Proyecto 5%
Examen final 25%
TOTAL 100%

Libro de texto1:Ferry, David K. y Jonathan Bird. Electronic Materials and Devices. Academic Press, 2001. ISBN 01-2254-161-8.

Libro de texto2:
Libro de texto3:
Libro de consulta:• Grahn, Holger T. Introduction to Semiconductor Physics. World Scientific, 1999. ISBN 98-1023-302-7.

• Hamaguchi, Chihiro. Basic Semiconductor Physics. Springer-Verlag, 2001. ISBN 35-4041-639-0.
• Kittel, Charles. Introduction to Solid State Physics. Wiley, 1998. ISBN 04-7111-181-3.
• McKelvey, John P. Solid State and Semiconductor Physics. Krieger Publishing Company, 1982. ISBN 08-9874-396-6.

• McKelvey, John P. Solid State Physics for Engineering and Materials Science. Krieger Publishing Company, 1993. ISBN 08-9464-436-X.

• Navon, Charles. Electronic Materials and Devices. Houghton-Mifflin, 1976. ISBN 03-9518-917-9.
\0Material de apoyo:Apoyos de la Biblioteca Digital:
• IEEExplore (especialmente artículos de IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing e IEEE Transactions on Quantum Electronics)

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Perfil del Profesor: Profesor con maestría y/o doctorado con especialidad en física o electrónica del estado sólido

Fecha de la última actualización : 27 de julio de 2004(M)