CHAPITRE 1 Introduction
1.1 Que sont les matériaux électroniques ?
1.2 Comment mesurer la résistance électrique et les éléments scientifiques qui la composent
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CHAPITRE 2 Structure cristalline des solides
2.1 Introduction
2.2 Matériaux semi-conducteurs
2.3 Comprendre scientifiquement les propriétés des semi-conducteurs à travers les propriétés d'un seul atome (structure atomique)
2.4 Comprendre scientifiquement les propriétés des matériaux électroniques à travers la liaison atomique
2.5 Comprendre scientifiquement les propriétés des matériaux électroniques à l'aide du concept d'unité
2.6 Plans cristallins et directions cristallines
Exercices pratiques /60

CHAPITRE 3 Défauts et impuretés dans les matériaux semi-conducteurs
3.1 Types de défauts pouvant survenir dans les matériaux semi-conducteurs
3.2 Défauts ponctuels dans les matériaux semi-conducteurs
3.3 Les dislocations en tant que défauts unidimensionnels
3.4 Défauts de frontière dans les matériaux semi-conducteurs
3.5 Fabrication de matériaux semi-conducteurs de haute pureté et croissance de matériaux semi-conducteurs
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CHAPITRE 4 : Introduction à la mécanique quantique des matériaux semi-conducteurs
4.1 Phénomènes de conduction électrique dans les matériaux semi-conducteurs
4.2 Compréhension scientifique des états de valence qui peuvent exister dans les atomes en fonction des conditions externes et de la structure du modèle de bande d'énergie utilisant ces états.
4.3 Bandes d'énergie autorisées et interdites
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CHAPITRE 5 : Modèle de puits de potentiel infini et nouvelle concentration de porteurs
5.1 Conductivité électrique
5.2 Détermination du nombre de porteurs se déplaçant directement dans un solide : Modèle de puits de potentiel infini
5.3 Concentration de porteur nouvellement conçue
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CHAPITRE 6 L’effet de la concentration des porteurs sur les propriétés électroniques des semi-conducteurs à l’équilibre thermique
6.1 Introduction
6.2 Porteurs de charge dans les semi-conducteurs
6.3 Semiconducteurs intrinsèques
6.4 Atomes dopants et niveaux d'énergie dans les semi-conducteurs étrangers
6.5 Distribution des porteurs dans les semi-conducteurs étrangers
6.6 La loi d'action de masse dans les semi-conducteurs étrangers
6.7 Relation entre la concentration de porteurs et le niveau de permium dans les semi-conducteurs étrangers
6.8 Détermination de la plage de température dans laquelle un semi-conducteur fonctionne normalement en examinant la variation de la concentration des porteurs en fonction de la température dans un semi-conducteur étranger.
6.9 Classification des semi-conducteurs selon le taux de dopage dans les semi-conducteurs étrangers
6.10 Charge neutre
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CHAPITRE 7 L'effet des valeurs de mobilité des semi-conducteurs sur les propriétés électroniques des semi-conducteurs
7.1 Introduction
7.2 Dérive du porte-avions
7.3 Effet de mobilité
7.4 Prolifération des vecteurs
7.5 Densité de courant totale circulant dans les matériaux semi-conducteurs
7.6 Distribution des impuretés de la pente
7.7 Effet Hall
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CHAPITRE 8 Porteurs en excès générés dans les semi-conducteurs en état de non-équilibre
8.1 Introduction
8.2 Génération, recombinaison et injection de porteurs
8.3 Mécanisme de recombinaison
8.4 Réponse à une réunion temporaire
8.5 Niveau quasi-permien ou semi-permien
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CHAPITRE 9 Liens
9.1 Introduction
9.2 Propriétés électriques des jonctions
9.3 Propriétés des différentes articulations
9.4 Autres dispositifs semi-conducteurs à jonction pn
• Exercices pratiques

Comment utiliser ce livre

Plus précisément, en termes de contenu, il est en grande partie divisé en trois parties.
La première partie, le chapitre 1, présente un aperçu général des matériaux électroniques, incluant leur définition et leur classification. La deuxième partie, des chapitres 2 à 8, traite de la physique des semi-conducteurs, qui explique scientifiquement leurs propriétés. La troisième et dernière partie, le chapitre 9, s'attache à comprendre scientifiquement les principes de fonctionnement des dispositifs semi-conducteurs à travers la structure des jonctions et leurs caractéristiques électriques.

Voici un bref aperçu du contenu de chaque chapitre.

Tout d'abord, le chapitre 1, « Vue d'ensemble », aborde les concepts de base du courant, de la tension et de la résistance, ainsi que la définition des matériaux électroniques, et explique comment ces matériaux sont classés selon le concept de conductivité électrique (ou de résistivité électrique).

Deuxièmement, le chapitre 2 commencera par la définition et les types de semi-conducteurs et examinera les raisons scientifiques pour lesquelles les semi-conducteurs ne peuvent qu'avoir des valeurs de conductivité électrique (ou de résistivité électrique) comprises entre celles des conducteurs et des isolants.
À cette fin, nous avons analysé la structure atomique des solides, les liaisons atomiques et les régions microscopiques tridimensionnelles appelées cellules unitaires au sein du matériau, et expliqué scientifiquement dans quels cas un matériau présente inévitablement des propriétés de semi-conducteur.

Troisièmement, au chapitre 3, vous découvrirez les défauts et impuretés présents dans les matériaux semi-conducteurs. Plus précisément, vous étudierez la fabrication des diodes à jonction pn par la technologie planaire exploitant les défauts ponctuels, la création des semi-conducteurs exotiques largement utilisés par l'ajout d'impuretés aux semi-conducteurs intrinsèques, ainsi que les défauts indésirables unidimensionnels et bidimensionnels présents dans les dispositifs semi-conducteurs.

Quatrièmement, au chapitre 4, nous présenterons deux modèles expliquant les propriétés des semi-conducteurs : le modèle de la liaison des électrons de valence et le modèle des bandes d’énergie. Nous étudierons notamment comment les concepts de bandes et de bandes interdites émergent de la théorie quantique lorsque les électrons libres d’un solide se déplacent selon un mouvement ondulatoire, conformément au modèle des bandes d’énergie.

Cinquièmement, des chapitres 5 à 7, nous analyserons et comprendrons scientifiquement les propriétés des semi-conducteurs, en nous concentrant sur le concept de conductivité électrique.
Au chapitre 5, nous apprenons que la concentration de porteurs peut être obtenue comme le produit de la densité d'états et de la fonction de distribution de Fermi-Dirac.
Le chapitre 6 examine l'influence de la concentration de porteurs ainsi obtenue sur les propriétés du semi-conducteur, et en outre, la méthode d'expression de la concentration de porteurs dans les semi-conducteurs intrinsèques et extrinsèques et la localisation de l'énergie de perméabilité.
Au chapitre 7, nous verrons également comment le concept de mobilité influence les propriétés électriques des semi-conducteurs.

Sixièmement, au chapitre 8, nous étudierons la génération et la recombinaison des porteurs en excès dans un semi-conducteur hors d'équilibre, le processus d'injection, le mécanisme de recombinaison et le mécanisme qui affecte la durée de vie du semi-conducteur.

Septièmement, le chapitre 9 fournira une compréhension scientifique des principes de fonctionnement des dispositifs semi-conducteurs à travers les caractéristiques électriques des jonctions.
Étant donné que la plupart des dispositifs semi-conducteurs sont composés de jonctions entre différents matériaux, vous apprendrez de manière scientifique et systématique comment diverses jonctions modifient le diagramme de bandes d'énergie, en commençant par les caractéristiques initiales de la jonction métal-métal jusqu'aux caractéristiques des diodes à jonction pn, et comment ces modifications affectent le fonctionnement du dispositif.