TÓPICOS DE CIENCIA DE MATERIALES (48 hrs.)

Profesor: Dr. Ramón Peña Sierra.

OBJETIVOS:En este curso se revisan los conceptos, principios y las aplicaciones de la ciencia de materiales que son necesarios para el desarrollo de métodos y técnicas requeridas para la fabricación y procesamiento y caracterización de dispositivos semiconductores. Se abordan temas que son esenciales para la fabricación y caracterización de dispositivos eléctricos y magnéticos.

Contenido:

TEMA 1: MATERIALES EN LA INGENIERÍA.

            1.1 Perspectiva histórica de los materiales.

1.2 Concepto de Ciencia en Ingeniería de materiales.

1.3 Tipos de materiales.

1.4 Estructura y propiedades de los materiales.

1.5 Procesado y selección de materiales.

TEMA 2: EL ENLACE ATÓMICO.

            2.1 Estructura atómica.

2.2 Enlaces. Iónico, Covalente, Metálico y de Van der Waals.

2.3 Clasificación de materiales en función del tipo de enlace.

TEMA 3: ESTRUCTURA CRISTALINA.

            3.1 Sistemas y redes cristalinas.

3.2 Estructuras metálicas.

3.3 Estructuras poliméricas.

3.4 Estructuras semiconductoras.

TEMA 4: DEFECTOS CRSITALINOS Y ESTRUCTURA NO CRISTALINA.

4.1 Imperfección química: Soluciones sólidas.

4.2 Defectos cristalinos:

4.2.1 Puntuales o imperfecciones de dimensión cero.

4.2.2 Lineales o imperfecciones unidimensionales.

4.2.3 Superficiales o imperfecciones bidimensionales.

            4.3 Sólidos no cristalinos o con imperfección cristalina tridimensional.

TEMA 5: PROCESOS DE CRECIMIENTO Y APLICACIONES DE LOS PROCESOS DE CRECIMIENTO.

5.1 Transporte en fase gaseosa. Adsorción. Desorción. Coeficiente de pegado (sticking) y recubrimiento superficial.

5.2 Transporte en fase gaseosa. Adsorción. Desorción. Coeficiente de pegado (sticking) y recubrimiento superficial.

5.3 Nucleación y crecimiento de películas delgadas. Difusión superficial. Energía superficial.

5.4 Morfología determinada por la nucleación. Evolución de la microestructura. Tensiones residuales y adherencia. Adsorción, desorción y enlace del hidrógeno sobre el silicio. Procesos superficiales en el crecimiento epitaxial.

TEMA 6: CONDUCCIÓN ELÉCTRICA, MATERIALES ELÉCTRICOS Y SEMICONDUCTORES.

6.1 Portadores de carga y conducción eléctrica.

6.2 Niveles y bandas de energía.

6.3 Materiales conductores.

6.4 Materiales semiconductores.

6.5 Materiales compuestos.

6.6 Materiales aislantes.

6.7 Semiconductores elementales intrínsecos.

6.8 Semiconductores elementales extrínsecos.

6.8.1 Tipo p

6.8.2 Tipo n

6.9 Compuestos semiconductores.

6.10 Semiconductores amorfos.

6.11 Procesado de semiconductores.

6.12 Dispositivos semiconductores.

TEMA 7: MATERIALES MAGNÉTICOS.

7.1 Conceptos generales sobre magnetismo.

7.2 Ferromagnetismo.

7.3 Ferrimagnetismo.

7.4 Imanes metálicos.

7.5 Imanes cerámicos.

TEMA 8: SELECCIÓN DE MATERIALES ELÉCTRICOS, ELECTRÓNICOS Y MAGNÉTICOS. ESTUDIO DE CASOS.

            8.1 Metales amorfos en la distribución de energía eléctrica.

8.2 Sustitución de polímero termoestable por un termoplástico en la fabricación de aislantes industriales.

8.3 Soldadura de aleación metálica.

8.4 Diodos electroluminiscentes luminosos.

8.5 Los polímeros para la construcción de dispositivos electrónicos.