Modelado y simulación de procesos ultrarrápidos de fusión y resolidificación de semiconductores

TFM

NOMBRE Y APELLIDOS DE LOS TUTORES/AS (añádanse tantas filas como tutores/as haya)

 

  1. Pedro Carlos Feijoo Guerro

 

e-mail de contacto para el alumnado interesado: pc.feijoo@upm.es

 

ESCUELAS EN LA QUE SE OFERTA:

(TÁCHESE LO QUE NO PROCEDA)

 

ETSIDI ETSII EPES Otras Escuelas

 

RESUMEN:

Los pulsos láser ultracortos permiten inducir procesos de fusión y resolidificación en semiconductores a escalas de tiempo y espacio extremadamente reducidas. Estas técnicas se utilizan para introducir impurezas en concentraciones muy superiores al equilibrio termodinámico, en un proceso conocido como hiperdopado. Este trabajo tiene como objetivo modelar y simular dichos procesos transitorios en materiales como el silicio o el germanio, analizando la evolución térmica y de fases en función de las propiedades del pulso láser y del material.

Los materiales hiperdopados resultantes tienen aplicaciones clave en optoelectrónica avanzada, como en detectores de infrarrojo, células solares y diodos emisores de luz (LEDs), al permitir extender la respuesta espectral más allá de los límites de los semiconductores convencionales.

Objetivos:

  • Comprender y modelar la física de la fusión y resolidificación inducidas por pulsos láser ultracortos..
  • Desarrollar modelos térmicos dependientes del tiempo que incluyan conducción de calor y cambios de fase.
  • Implementar y resolver numéricamente dichos modelos mediante técnicas adecuadas (e.g., diferencias finitas).
  • Comparar los resultados obtenidos con modelos de referencia y datos experimentales disponibles.
  • Incorporar la modelización de la difusión de impurezas durante los procesos de fusión y resolidificación.

Requisitos:

  • Conocimientos de ecuaciones en derivadas parciales.
  • Interés por la modelización física y los métodos numéricos.
  • Programación en MATLAB.

Este trabajo permitirá adquirir competencias avanzadas en modelización físico-matemática aplicada a procesos de nanofabricación láser, con proyección tanto en investigación como en desarrollo tecnológico en el ámbito de las tecnologías fotónicas y electrónicas emergentes.