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Materiais Electrónicos
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Contactos
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Código da disciplina: 51
Regente, aulas teóricas: João Pedro Conde, Telefone: 21 8418134,
Extensão: 2134, Sala: 5.34 (3o andar do Pav. de Civil),
Correio electrónico
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Objectivos
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O objectivo desta disciplina é o de introduzir aos estudantes da
LEMat, de forma sistemática, as propriedades "electrónicas", isto
é, eléctricas, ópticas, magnéticas e térmicas dos materiais. O
programa divide-se em duas partes: (1) aproximação semi-clássica;
e (2) aproximação quântica para as propriedades electrónicas dos
materiais.
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Programa
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Introdução
APROXIMAÇÃO SEMICLÁSSICA
1. Condutores e Resistências
Lei de Ohm e condutividade eléctrica. Mobilidade e tempo de relaxação.
Resistência como viscosidade. O efeito de Hall. Mobilidade e densidade de
portadores em metais e não-metais.
2. Janelas, portas e eléctrodos transparentes (Propriedades ópticas dos
condutores) Ver a luz: equações de Maxwell. Efeito de pele. Frequência do
plasma e eléctrodos transparentes. Ressonância do ciclotrão. Condutividade
complexa.
3. Isoladores e condensadores
Polarização dos dieléctricos. Guardar energia eléctrica. Isolador DC,
condutor AC. Relaxação. Ressonância electrónica e iónica. A constante
dieléctrica.
4. Lentes e fibras ópticas (Propriedades ópticas dos isoladores)
Refracção. Dispersão. Atenuação. Difracção.
5. Indutores, electromagnetos e magnetos permanentes
Indutores. Magnetização. Domínios magnéticos. As paredes dos domínios
magnéticos. Coercividade.
6. Supercondutores e magnetos supercondutores
Supercondutividade. Efeito de Meissner. Supercondutividade a temperaturas
elevadas.
APROXIMAÇÃO QUÂNTICA
7. Particulas de luz, ondas electrónicas, poços quânticos. A Tabela
Periódica, espectros atómicos, luzes néon e ligações qúimicas
Fotoelectróes e fotões. Ondas electrónicas. A equação de Schrödinger.
Electrões livres e efeito de túnel. Pacotes de ondas e incerteza. Partícula
numa caixa. Oscilador harmónico. Degenerescência e simetria. O átomo de
hidrogénio. Orbitais atómicas. Moleéculas. Orbitais moleculares.
8. De ligações químicas a bandas de energia (e porque é que a relva é verde)
Sólidos poliatómicos. Deslocalização. As cores da vida. Bandas de energia.
Ligações secundárias.
9. Ondas de electrões livres em metais
Ondas electrónicas numa caixa grande. A energia de Fermi. Espaço dos k. A
densidade de estados. O efeito da temperatura. A capacidade calorífica
electrónica. Espectroscopia de fotoelectrão. Emitindo electrões quentes. O
potencial de contacto.
10. Electrões quase livres: bandas, gaps, buracos e zonas
Difracção e gap. Massa efectiva. Buracos.
11. Metais e isoladores
Metais. Isoladores. Côr inorgânica.
12. Semicondutores
Semicondutores intrínsecos. Semicondutores extrínsecos. Recombinação e tempo
de vida.
13. LEDs, fotodetectores, células solares e transístores
Junção p-n. Difusão e deriva. Rectificação. Produção de luz. Detecção de
luz. Energia do sol. Transístores: amplificação e switching.
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Bibliografia
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Livro de texto: J.D. Livingston, "Electronic Properties of Engineering
Materials", Wiley, NY, 1999.
Outra referência: R.E. Hummel, "Electronic Properties of Materials",
Springer, Berlin, 1993.
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Inscrições
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As inscrições para provas de avaliação realizam-se neste endereço.
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Classificações
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Estes dados são apresentados apenas a título informativo
e não serão utilizados para efeito de lançamento de notas.
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Revisão de provas
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A data da revisão de provas é afixada a seguir à afixação dos resultados dos exames.
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Comentários
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DEMat
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