75043 - ELETTRONICA ORGANICA: MATERIALI ED APPLICAZIONI

Scheda insegnamento

  • Docente Nadia Camaioni

  • Crediti formativi 6

  • SSD CHIM/02

  • Modalità di erogazione In presenza (Convenzionale)

  • Lingua di insegnamento Italiano

  • Orario delle lezioni dal 21/09/2017 al 21/12/2017

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le basi per lo studio dei processi elettronici e fotonici nei solidi molecolari e alcune nozioni relative ai materiali e ai dispositivi elettronici a base organica.

Programma/Contenuti

Il programma del corso è organizzato in 4 macro argomenti (moduli), preceduti da una panoramica introduttiva sugli obiettivi e vantaggi dell'elettronica organica, come di seguito riassunto:

 

1. Panoramica e vantaggi dell'elettronica a base di materiali organici

 

2. Materiali organici coniugati

2.1. Conducibilità elettrica, isolanti, semiconduttori e conduttori

2.2. Teoria delle bande e teoria degli orbitali molecolari

2.3. Solidi covalenti e solidi molecolari a confronto

2.4. Materiali a basso peso molecolare e polimeri: vantaggi e svantaggi

2.5. Cariche ed eccitoni

2.6. Dispositivi organici, iniezione ed estrazione della carica

2.7. Mobilità delle cariche e proprietà di trasporto dei solidi organici

 

3. Transistor ad effetto di campo a base di materiali organici

3.1. Principi di funzionamento del transistor ad effetto di campo di tipo MOSFET, caratteristiche di uscita e di trasferimento

3.2. Configurazioni dei transistor ad effetto di campo a base di materiali organici (OFETs)

3.3. Requisiti dei materiali organici per OFETs a canale n, a canale p e ambipolari

3.4. Ruolo del dielettrico e dell'organizzazione molecolare del film organico

 

4. Celle solari a base di materiali organici

4.1. Principi di funzionamento di una cella solare, caratteristica corrente-tensione, definizione dei parametri fotovoltaici

4.2. Fotogenerazione di eccitoni e formazione di coppie di cariche libere

4.3. Materiali elettron-donatori ed elettron-accettori, struttura bulk-heterojunction per lo strato attivo delle celle solari organiche

4.4. Requisiti dei materiali donatori ed accettori e ruolo della morfologia del layer attivo

4.5. Dye-sensitized solar cells (DSSCs) (accenni)

 

5. Diodi emettitori di luce a base di materiali organici (OLEDs)

5.1. Principi di funzionamento di un diodo emettitore di luce organico, caratteristica luminanza-tensione, caratteristica efficienza-tensione

5.2. Struttura dei dispositivi, hole-transporting layer, electron-transporting layer, emitting layer

5.3. Formazione degli stati emittenti, emettitori fluorescenti e fosforescenti

5.4. Requisiti dei materiali emettitori

5.5  Organic light-emitting transistors (OLETs) (accenni)

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico sarà fornito dal docente in formato elettronico (copia delle presentazioni PowerPoint, review e articoli scientifici). Sono inoltre consigliati i seguenti testi:

1. M.C. Petty, “Molecular Electronics: from principles to practice”, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2007

2. M. Pope and C. E. Swenberg,  “Electronic processes in organic crystals and polymers”, Oxford University Press, 1999.

Metodi didattici

Il corso Elettronica Organica: Materiali ed Applicazioni è un corso opzionale sulle proprietà dei materiali organici coniugati e sulle loro principali applicazioni nell'elettronica e nell'optoelettronica. Il corso è costituito da lezioni frontali e da esercitazioni di laboratorio. Queste ultime sono volte a dimostrare le modalità di processo dei materiali organici, la realizzazione su scala di laboratorio di dispositivi organici e la relativa caratterizzazione.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale (6 CFU) della durata di circa 30-40 minuti. Questa consiste in 3 principali quesiti su 3 differenti moduli del programma ed ha lo scopo di accertare a) l'acquisizione delle conoscenze e b) la capacità di elaborazione autonoma delle conoscenze acquisite.

Strumenti a supporto della didattica

Personal computer, videoproiettore, presentazioni Power Point, lavagna, laboratori.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Nadia Camaioni