Physique des semi-conducteurs

Sommaire et contenu du livre "Physique des semi-conducteurs"

Table des matières AVANT·PROPOS xi RAPPELS UTILES xiv CHAPITRE 1 • PHYSIQUE QUANTIQUE 1 1.1 Dualité onde-corpuscule 2 1.2 Relation de de Broglie 3 1.3 Postulats 4 1.4 États stationnaires 6 1.5 Mesures simultanées d'observables 6 1.6 Relations d'incertitude 7 1.7 Nombres quantiques 8 1.8 Spin 8 1.9 Bosons et fermions 9 1.10 Quantique ou classique? 9 1.11 États liés et états du continu 10 Exercices 15 Corrigés 16 CHAPITRE 2 • PHYSIQUE STATISTIQUE 17 2.1 Postulats 17 2.2 Entropie statistique 18 2.3 Travail, chaleur 20 2.4 Conditions d'équilibre 21 2.5 Ensembles 24 2.6 Théorème d'équipartition de l'énergie 27 2.7 Statistiques quantiques 27 2.8 Gaz parfait de Fermi 29 Exercices 33 Corrigés 34 CHAPITRE 3 • STRUCruRE CRISTALLINE 39 3.1 Le cristal idéal 39 3.2 Réseaux cristallins 40 3.3 Diffraction par un réseau cristallin 49 3.4 Défauts cristallins 54 Exercices 56 Corrigés 57 CHAPITRE 4 • BANDES D'ÉNERGIE 59 4.1 Approximations 59 4.2 Méthode des liaisons fortes 62 4.3 Symétries 65 4.4 Approche des liaisons faibles 67 4.5 Propriétés statiques des électrons 71 4.6 Schéma réduit de Brillouin 72 4.7 L'équation centrale 74 4.8 Surface de Fermi 75 4.9 Métaux, isolants, semi-conducteurs 76 4.10 De l'isolant au métal 79 Exercices 81 Corrigés 82 CHAPITRE 5 • DYNAMIQUE DU RÉSEAU 83 5.1 Vibrations du réseau 83 5.2 Phonons 87 5.3 Propriétés thermiques 88 Exercices 92 Corrigés 93 CHAPITRE 6 • SEMI-CONDUCTEURS ÀL'ÉQUILIBRE 95 6.1 Notion de trou 95 6.2 Gap 96 6.3 Masse effective 98 6.4 Structure des bandes d'énergie 102 6.5 Densité d'états 104 6.6 Densité d'électrons et de trous 105 6.7 Semi-conducteurs intrinsèques 107 6.8 Dopage 108 6.9 Semi-conducteurs extrinsèques 114 Exercices 116 Corrigés 117 CHAPITRE 7 • DYNAMIQUE DES ÉLECTRONS 119 7.1 Dérive dans un champ électrique 120 7.2 Réponse à un champ électrique 123 7.3 Diffusion des porteurs 126 7.4 Potentiel externe et bandes d'énergie 129 7.5 L:effet Hall 129 Exercices 131 Corrigés 133 CHAPITRE 8 • DISPOSITIFS ÉLÉMENTAIRES (1) 137 8.1 la jonction pn 137 8.2 Perturbations dues à la surface 144 8.3 la jonction métal-métal 147 8.4 la jonction métal-semi-conducteur 148 Exercices 151 Corrigés 153 CHAPITRE 9 • DISPOSITIFS ÉLÉMENTAIRES (II) 157 9.1 le transistor bipolaire 157 9.2 la diode tunnel 161 9.3 Transistors à effet de champ 162 9.4 Structures MIS et MOS 166 9.5 le transistor MOS 168 9.6 Hétérojonctions 172 Exercices 174 Corrigés 175 CHAPITRE 10 • PROPRIÉTÉS OPTIQUES 177 10.1 Absorption de photons 177 10.2 Émission spontanée de photons 185 10.3 Émission stimulée 187 Exercices 190 Corrigés 191 CHAPITRE 11 • VERS L'ÉCHELLE NANOMÉTRIQlIE 193 11.1 Systèmes mésoscopiques 194 11.2 Puits, fils et boîtes quantiques 195 11.3 Densité de niveaux 196 11.4 Puits quantiques 197 11.5 Multipuits quantiques et superréseaux 199 11.6 Transmission résonante sous la barrière 200 11.7 Le blocage de Coulomb 201 11.8 Dispositifs à un électron 204 11.9 Effet Hall quantique 204 11.10 Spintronique 206 11.11 L'électronique moléculaire 208 11.12 La technologie 208 11.13 Conclusion 209 Exercices 210 Corrigés 210 CHAPITRE 12 • DU NANOMONDE AUX APPLICATIONS 211 12.1 La nano-électronique : pourquoi ? 212 12.2 Voir et manipuler l'infiniment petit 215 12.3 Nouvelles formes de carbone 217 12.4 À l'échelle du nanomètre, le monde change 219 12.5 Top-down ou bottom-up ? 221 12.6 La nanomédecine 225 12.7 Nanoparticules et santé 228 12.8 Nano-électronique et libertés individuelles 229 Exercices 230 Corrigés 230 BIBLIOGRAPHIE 233 INDEX 235