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Institut National des Sciences Appliquées

Navigation secondaire

Offre de formation detaillee

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Propriétés physiques de la matière 2

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  • Code : I4GPPM21
  • Crédits ECTS : 5

Objectifs

A la fin de ce module, l'étudiant devra avoir compris et pourra expliquer des méthodes d'élaboration des matériaux et des propriétés fondamentales de la matière pour les appliquer à la physique des dispositifs avancés de la microélectronique et des capteurs. L'étudiant aura ainsi acquis l'ensemble des fondements physiques et technologiques à la base de l'acquisition, la transmission et le stockage de l'information.

L'étudiant devra être capable d'expliciter et d'appliquer :

- les méthodes de synthèse de matériaux nano structurés ou massifs par des voies chimiques et physiques. Leurs implications dans les procédés de micro et nanoélectronique et la métallurgie.

- les principales propriétés électroniques de la matière, en complément de l'UF Physique de la Matière 1, en se centrant particulièrement sur les propriétés diélectriques, le magnétisme et la supraconductivité.

- sur la base des propriétés électroniques des matériaux, le fonctionnement des composants avancées de la microélectronique.

Description

Partie 1 : Forces et liaisons en chimie moléculaire. Transformations de phases, germination et croissance aux interfaces. Synthèse de nanoparticules,  applications.

Partie 2 : Révision : de la loi de Coulomb à la polarisation de la matière. Concepts microscopiques et macroscopiques des propriétés diélectriques. Matériaux diélectriques et applications. Magnétisme : Approche quantique. Le diamagnétique, paramagnétisme, le ferromagnétisme, l'antiferromagnétisme. Le magnétisme de Bande : Le modèle de Stoner. Concepts phénoménologiques des énergies magnétiques. Etudes de renversement de l'aimantation. Parois et domaines magnétiques. Application : les disques durs magnétiques et les têtes de lectures. Introduction aux concepts de base de la supraconductivité et applications.

Partie 3 : Comprendre les principes physiques des Hétérojonctions. Construction du diagramme d'Anderson. Applications au Transistor bipolaire à Hétérojonction, HEMT et TEGFET  ainsi qu'aux composants avancés pour l'optoélectronique. (Emetteur: LEDs Classiques, LEDs Blanches, Laser à Double Hétérosturctres DH; Détecteurs:photodiode, photodiode à avalanche, photomultiplicateur, CCD, Cellule Photovoltaïque). Présentation des nouveaux matériaux pour l'électronique avancée et l'optoélectronique: SOI, GeOI, SiGeOI, GaAsOI.

Organisation (déroulement) :

Alternance de Cours et TD. Applications des propriétés dans l'UF projet multidisciplinaire. Illustration des fondements dans les UF Travaux de Laboratoire 1 et 2 Micro caractérisation structurale et électronique de la matière et des dispositifs.

Support de cours partiel distribué aux étudiants.

Evaluation

Contrôles continus des acquis en TD. Autoévaluation des étudiants en TD et sur la base d'exercices non traités en TD pour aller plus loin. Contrôles certificatifs dans les différentes parties.

Méthodes d'évaluation

  • Contrôle écrit
  • Contrôle oral
  • Travaux Pratiques

Volume horaire

PrésentielTravail PersonnelTotal
CM TDTPProjetTravail personnel

58.75  

21.25  

 

80  

160

Prérequis

UF Physique de la Matière 1

Electromagnétisme des milieux continus,

Physique statistique

Thermodynamique

Base de la mécanique quantique

Responsable de l'UF

Bertrand RAQUET

Type de formation

  • Formation initiale
  • Formation continue

Bibliographie

- Optoéléctronique, E. Rosencher, Masson

- Physique des semi-conducteurs et des composants électroniques, H. Mathieu, Masson

- Electromagn., Vide et milieux matériels, J. Ph. Perez & al, Masson

- Introduction à la physique de l'état solide, C. Kittel, Dunod

- Magnétisme I & II, Collection Grenoble Sciences

- Physique des transitions de phases, P. Papon, J. Leblond, P. H. E. Meijer, Dunod, 1999, Paris

 - Matériaux Tome 2 : microstructure et mise en oeuvre, M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Dunod, 1991, Paris