Proyecto Grado Ingeniería de Materiales 2015_16

7/23/2019 Proyecto Grado Ingeniera de Materiales 2015_16

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Grupo: Grp Clases Tericas-Prcticas de Comportamie.(965324)

ASIGNATURA:

Comportamiento Electrnico y Trmico

DATOS BSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO

Titulacin:

Asignatura:

Cdigo:

Curso:

Ao del plan de estudio:

Tipo:

Ciclo:

Perodo de imparticin:

Departamento:

Crditos:

Direccin postal:

Centro:

Direccin electrnica:

0

FACULTAD DE FSICA, AVDA. REINA MERCEDES, S/N 41012 - SEVILLA

Primer Cuatrimestre

Grado en Ingeniera de Materiales

Comportamiento Electrnico y Trmico

http://www.departamento.us.es/dmatcon/

Facultad de Fsica

Fsica de la Materia Condensada (Departamento responsable)

9

2011

2

Obligatoria

2220009

Grp Clases Tericas-Prcticas de Comportamie. (1)rupo:

Horas:

rea:

225

Fsica de la Materia Condensada (rea principal)

PROFESORADO

JIMENEZ MELENDO, MANUEL1

BRAVO LEON, ALFONSO2

Titulacion: Grado en Ingeniera de Materiales

Curso: 2015 - 2016

PROYECTO DOCENTE

COORDINADOR DE LA ASIGNATURA

JIMENEZ MELENDO, MANUEL

Curso acadmico: 2015/2016 ltima modificacin: 2015-09-07 1 de 6


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OBJETIVOS Y COMPETENCIAS

Competencias transversales/genricas

Objetivos docentes especficos

- Iniciarse y familiarizarse con la metodologa de la Fsica del Estado Slido- Aprender a relacionar la estructura cristalina con las propiedades de los materiale- Conocer los modelos tericos para describir el comportamiento electrnico y trmico de losmateriales- Conocer los aspectos diferenciadores del comportamiento trmico en materiales conductores y noconductores- Conocer los aspectos diferenciadores de la conductividad elctrica en metales y semiconductores- Conocer las tcnicas experimentales para estudiar las propiedades electrnicas y trmicas de los

slidos

Competencias

CE3: Conocer y comprender el comportamiento electrnico, magntico, trmico y ptico de losmateriales.CG1: Capacidad de sntesis y anlisisCG3: Conocimientos y capacidades para la resolucin de problemasCG4: Capacidad para la toma de decisionesCG5: Capacidad de trabajo en equipoCG8: Capacidad de razonamiento crticoCG9: Capacidad para la anticipacin a los problemasCG10: Capacidad de adaptacin a nuevas situaciones

Competencias especficas

CE1: Conocer y comprender los fundamentos matemticos y fsicos de la Ciencia de MaterialesCE3: Conocer y comprender el comportamiento electrnico y trmico de los materialesCE11: Capacidad de diseo, desarrollo y seleccin de materiales para aplicaciones especficas.

CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA

Comportamiento Electrnico y Trmico: Fundamentos de Termodinmica, Electromagnetismo, FsicaCuntica y Mecnica Estadstica. Aproximaciones fundamentales. Dinmica reticular. Fonones.Propiedades trmicas: Capacidad calorfica. Dilatacin trmica, conductividad trmica y choquetrmico. Conductividad en metales. Bandas de energa. Superficies de Fermi. Dinmica electrnica.Transporte de carga bajo campos externos. Conductividad en semiconductores

La asignatura est enfocada a la comprensin de los procesos microscpicos que tienen lugar en los materiales y cmodeterminan sus propiedades macroscpicas, en particular las propiedades electrnicas y trmicas. La asignatura parte de ladisposicin peridica de las partculas constituyentes del slido y de sus interacciones. Se obtendrn los modelos apropiadospara explicar los distintos comportamientos observados en los materiales, utilizando elementos bsicos de Fsica Estadstica yFsica Cuntica. En particular, se insistir en las grandes aproximaciones utilizadas para reducir la complejidad de los sistemasen estudio. Se pretende desarrollar en los estudiantes la percepcin de que, situaciones fsicamente diferentes pero conanalogas, permite el uso de soluciones ya conocidas a nuevos fenmenos. Cabe sealar tambin la importancia de estimarcorrectamente los rdenes de magnitud de las principales propiedades de los slidos y sus magnitudes asociadas. Se discutirnlas tcnicas experimentales para estudiar las propiedades electrnicas y trmicas de los materiales, as como sus aplicacionestecnolgicas.

PROGRAMA DE TEORA

1. Slido ideal (5 h) Objetivos de la asignatura Estados de agregacin de la materia Slido ideal Clasificacin de los slidos

2. Modelo clsico de electrones libres (5 h) Hiptesis bsicas Conductividad elctrica; efecto Hall Capacidad calorfica y conductividad trmica Fallos y limitaciones del modelo

3. Modelo cuntico de electrones libres (8 h) Introduccin a la Fsica Cuntica Estado fundamental del gas de electrones; energa de Fermi Funcin de distribucin de Fermi-Dirac Conductividad elctrica; efecto Hall Propiedades trmicas Fallos y limitaciones del modelo

4. Bandas de energa en slidos (10 h)

Relacin sucinta de los contenidos (bloques temticos en su caso)

Relacin detallada y ordenacin temporal de los contenidos



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Aproximaciones adiabtica y de electrones independientes Electrones en un potencial peridico; electrones Bloch Estructura de bandas de energa; zonas de Brillouin Superficie de Fermi Clasificacin de slidos por su estructura de bandas

5. Dinmica de electrones (5 h) Modelo semiclsico de electrones Bloch Concepto de masa efectiva y hueco Movimiento de cargas en campos elctr icos y magnticos

6. Semiconductores (5 h) Banda prohibida en semiconductores

Densidad de portadores intrnsecos Dopado de semiconductores Densidad de portadores extrnsecos Conductividad elctrica; efecto Hall

7. Dielctricos (5 h) Polarizacin y desplazamiento elctrico Constante dielctrica en funcin de la frecuencia del campo elctrico Polarizabilidad Piezoelctricos y ferrolectricos

8. Vibraciones de la red atmica (10 h) Propagacin de onda elsticas en medios continuos Aproximacin armnica; modos normales de vibracin Relaciones de dispersin reticulares; ramas acsticas y pticas Cuantizacin de los modos de vibracin; fonones

Dispersin inelstica de neutrones9. Propiedades trmicas reticulares (7 h) Capacidad calorfica Modelos de Einstein y Debye Conductividad trmica Dilatacin trmica Choque trmico

PROGRAMA DE PRCTICAS

Las prcticas de laboratorio estn dedicadas a la realizacin de experimentos claves en el desarrollo de la materia, queprofundicen y consoliden los fundamentos tericos estudiados. Al mismo tiempo, se pretende que los estudiantes adquieran lashabilidades propias de los mtodos de la investigacin cientfica.

1. Conductividad elctrica de slidos

2. Conductividad trmica de slidos3. Capacidad calorfica de slidos4. Dilatacin trmica de slidos5. Banda prohibida de semiconductores6. Efecto Hall en semiconductores7. Efectos Seebeck y Peltier8. Capacidad elctrica de dielctricos y ferroelctricos

ACTIVIDADES FORMATIVAS

Relacin de actividades formativas del cuatrimestre

Horas presenciales:

Horas no presenciales:

Competencias que desarrolla:

Metodologa de enseanza-aprendizaje:

30.0

45.0

Vase pp. 43 a 48 de la "Memoria para la verificacin del ttulo de Grado en Ingeniera de Materiales por la Universidad de Sevilla" quese puede obtener enhttp://fisica.us.es/sites/default/files/ficheros/file/GIM_Final_210611.pdf


Prcticas de Laboratorio



4/6

Horas presenciales:

Horas no presenciales:

Competencias que desarrolla:

Metodologa de enseanza-aprendizaje:

60.0

90.0



Clases tericas

BIBLIOGRAFA E INFORMACIN ADICIONAL

Bibliografa general

Ciencia e Ingeniera de los Materiales

D.R. Askeland

Paraninfo 2001

Autores: Edicin:

Publicacin: ISBN:

Introduccin a la Ciencia e Ingeniera de los Materiales

W.D. Callister

Revert 2005

Autores: Edicin:

Publicacin: ISBN:

Introduccin a la fsica del estado s lido

C. Kittel

Revert 2003

Autores: Edicin:

Publicacin: ISBN:

Principles of Electrical Engineering Materials and Devices

S.O. Kasap

McGraw Hill 2000

Autores: Edicin:

Publicacin: ISBN:

The physics and chemistry of solids

S.R. Elliot

Wiley 2005

Autores: Edicin:

Publicacin: ISBN:

Understanding Solids

R. Tilley

Wiley 2004

Autores: Edicin:

Publicacin: ISBN:

SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIN Y CALIFICACIN

Sistema de evaluacin



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Cualquier sistema compatible con el Reglamento General de Actividades Docentes de la Universidad de Sevilla

El Reglamento General de Actividades Docentes de la Universidad de Sevilla se puede encontrar en el BOUS nm. 2, de 10 de febrero de2009.

Vase pp. 43 a 48 de la "Memoria para la verificacin del ttulo de Grado en Ingeniera de Materiales por la Universidad de Sevilla" que sepuede obtener enhttp://fisica.us.es/sites/default/files/ficheros/file/GIM_Final_210611.pdf

Se proponen dos mtodos de evaluacin:

1. Sistema de evaluacin continua, con asistencia continuada a las clases presenciales (superior al 80%), basado en:

(a) Realizacin de dos exmenes parciales escritos, eliminatorios de materia, consistente en cuestiones de ndole conceptual y ejerciciosprcticos similares a los planteados en clase: 70% de la calificacin final:- Primer examen parcial: viernes 27 de noviembre de 2015, 9.30 horas, aula 7.- Segundo examen parcial: viernes 15 de enero de 2016, 9.30 horas, aula 7.La calificacin de corte (para liberar materia y realizar la media con el resto de pruebas) es de 4 puntos (sobre 10) en cada examen.

(b) Prcticas de laboratorio: 20% de la calificacin final. Su realizacin es obligatoria, y su evaluacin consistir en:- Entrega de la memoria de una de las prcticas realizadas, elegida por el profesor (1/3 de la calificacin)

- Exposicin oral de una de las prcticas realizadas, elegida por el profesor (1/3 de la calificacin)- Control escrito sobre cuestiones relativas a las prcticas realizadas (1/3 de la calificacin). Este control se realizar conjuntamente con elsegundo examen parcial del da 15 de enero de 2016.La calificacin de corte (para realizar la media con el resto de pruebas) es de 4 puntos (sobre 10) en cada prueba.

(c) Participacin y realizacin de ejercicios propuestos por el profesor en las clases: 10% de la calificacin final.

* La calificacin del apartado (b) de prcticas de laboratorio no tiene influencia en la evaluacin de la convocatoria de septiembre yposteriores.* El alumno tiene la posibilidad de presentarse al examen final escrito para recuperar/subir la calificacin.

2. Sistema de evaluacin tradicional, basado en un examen final sobre 10 puntos. Previamente, es obligatorio tener realizadas y aprobadaslas prcticas de laboratorio en las condiciones del apartado (b) anterior. El examen constar de cuestiones de ndole conceptual, deejercicios prcticos y de cuestiones relativas a las prcticas de laboratorio, a un nivel similar a las planteadas en clase.

Criterios de ca lificacin

CALENDARIO DE EXMENES

La informacin que aparece a continuacin es susceptible de cambios por lo que le recomendamos que la confirme con el Centro cuando seaproxime la fecha de los exmenes.

CENTRO: Facultad de Fsica

25/1/2016 9:30

5

1 Convocatoria

Fecha:

Aula:

Hora:


28/6/2016 9:30

5

2 Convocatoria

Fecha:

Aula:

Hora:


17/11/2015 16:0

6

Diciembre

Fecha:

Aula:

Hora:

TRIBUNALES ESPECFICOS DE EVALUACIN Y APELACIN



6/6

MANUEL JIMENEZ MELENDOresidente:

Vocal:

JULIAN MARTINEZ FERNANDEZ

ALFONSO BRAVO LEONecretario:

Primer suplente:

ALEJANDRO CONDE AMIANO

CLARA FRANCISCA CONDE AMIANOegundo suplente:

DIEGO GOMEZ GARCIAercer suplente:

ANEXO 1:

HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE

Los horarios de las actividades no principales se facilitarn durante el curso.

GRU PO: Grp Clases Tericas-Prcticas de Comp ortamie. 965324)

Calendario del grupo

CLASES DEL PROFESOR: JIMENEZ MELENDO, MANUEL

Lunes

Del 21/09/2015 al 15/01/2016 De 09:00 a 10:00

AULA VII (FISICA)

Fecha: Hora:

Aula:

Martes

Del 21/09/2015 al 15/01/2016 De 09:00 a 10:00

AULA VII (FISICA)

Fecha: Hora:

Aula:

Mircoles

Del 21/09/2015 al 15/01/2016 De 09:00 a 10:00

AULA VII (FISICA)

Fecha: Hora:

Aula:

Jueves

Del 21/09/2015 al 15/01/2016 De 09:00 a 10:00

AULA VII (FISICA)

Fecha: Hora:

Aula:


Documents

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