1. Introduzione alla scienza dei materiali
2. Classificazione dei materiali
3. I modelli atomici. Il modello di Rutherford. Il modello di Bohr. Numeri quantici e configurazioni elettroniche
4. I legami atomici
La tavola periodica. Legami atomici nei solidi. Forze di legame ed energia di legame. Legame ionico. Legame covalente. Legame metallico. I legami secondari. I dipoli indotti. I dipoli permanenti
5. La struttura cristallina del materiali. La cella unitaria nei cristalli. Tipologie di celle unitarie. Il fattore di compattazione atomica. La struttura cubica semplice.
La struttura cubica a corpo centrato. La struttura cubica a facce centrate. La struttura esagonale. I reticoli di Bravais. Monocristalli
6. I difetti nei solidi. I difetti puntiformi. Difetti auto-interstiziali e vacanze
Dipendenza della temperatura delle vacanze all’equilibrio. Impurezze nei solidi cristallini. Leghe metalliche. Soluzioni solide. Difetti lineari. Dislocazioni a spigolo e a vite. Dislocazioni miste. Difetti di interfaccia
Superfici esterne
7. Punti, piani e direzioni cristallografiche. Le posizioni cristallografiche
Le direzioni cristallografiche. Le direzioni cristallografiche nelle celle esagonali. I piani cristallini
8. La diffusione. Definizione di diffusione allo stato solido. Meccanismi di diffusione. Diffusione stazionaria e non stazionaria. Fattori che influenzano la diffusione. Diffusione nei materiali semiconduttori
9. Le cristallizzazione. La cinetica delle trasformazioni di fase. La nucleazione. La nucleazione omogenea. La nucleazione eterogenea. L’accrescimento. La cinetica delle trasformazioni in funzione del tempo.
10. La fabbricazione di materiali semiconduttori.
11. Teoria delle bande e conduzione. Legge di Ohm. Conduttività elettrica. Conduzione elettronica e ionica. Strutture a bande nei solidi. Conduzione secondo il modello a bande. Mobilità elettronica. Resistività elettrica dei metalli.
12. I semiconduttori. Classificazione dei semiconduttori. I semiconduttori intrinseci. Conduttività intrinseca. I semiconduttori estrinseci. Semiconduttori di tipo n. Semiconduttori di tipo p.
13. I diodi. Il diodo rettificatore. Il diodo Zener. Il diodo Schottky
14. I transistor. I transistor a giunzione bipolare. Le giunzioni p-n-p e n-p-n. Le caratteristiche del transistor. Guadagno e amplificazione
15. I parametri che influenzano la conducibilità dei semiconduttori. Effetto Hall.
16. I Field Effect Transistor (FET). Struttura di un FET. I MOSFET