NANOELETTRONICA E SENSORI

Ingegneria Elettronica NANOELETTRONICA E SENSORI

0622400039
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2016/2017

ANNO CORSO
ANNO ORDINAMENTO 2016
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
Obiettivi
Il corso affronta lo studio dei criteri di progettazione di componenti e circuiti elettronici e dei processi tecnologici impiegati per la loro realizzazione. Obiettivo è abituare l’allievo a rapportare i processi tecnologici alle specifiche prestazionali di un circuito attraverso una profonda comprensione delle tecniche applicabili e delle loro limitazioni. Il corso consente di approfondire le conoscenze fisiche elettriche e tecnologiche riguardo alla realizzazione di sensori, attuatori, trasduttori e MEMS.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)
ocomprensione dei criteri di progettazione di componenti e circuiti elettronici, capacità di
rapportare i processi tecnologici alle specifiche prestazionali di circuiti attraverso una profonda
comprensione delle tecniche applicabili e delle loro limitazioni, analisi e modellizzazione difenomeni fisici complessi per l’interpretazione del funzionamento di dispostivi elettronici.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE (APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)
oprogettare dispositivi e circuiti elettronici a partire specifiche assegnate attraverso il dimensionamento dei processi tecnologici della microelettronica con l’impiego di cad specifico
osaper condurre indagini analitiche attraverso l’uso di modelli e risultati sperimentali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO (MAKING JUDGEMENTS)
outilizzare le conoscenze acquisite durante le attività didattiche e negli studi propedeutici per inquadrare la soluzione a problemi innovativi poco noti, che magari richiedono il ricorso ad altre discipline.
ABILITÀ COMUNICATIVE (COMMUNICATION SKILLS)
osaper lavorare in gruppo, elaborare un progetto ed esporre oralmente un argomento legato alla progettazione elettronica, con capacità di definire ed inquadrare la problematica nei suoi vari aspetti.
CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS)
oapplicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, la capacità di indagare l’applicazione di tecnologie nuove ed emergenti ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE SPECIALISTICHE DI ELETTRONICA ANALOGICA E DIGITALE.
Contenuti
ROADMAP DELL’INDUSTRIE DI SEMICONDUTTORI (INTERNATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FOR SEMICONDUCTORS (ITRS)). ELEMENTI DI MECCANICA QUANTISTICA; SISTEMI A BASSA DIMENSIONALITÀ E STRUTTURE QUANTICHE. CRESCITA EPITASSIALE. L’OSSIDO DI SILICIO. LA DEPOSIZIONE CHIMICA DA FASE VAPORE (CVD); SPUTTERING RF E MAGNETRON; EVAPORAZIONE. TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE DI MATERIALI E DISPOSITIVI A FILM SOTTILI: TEORIA E ATTIVITÀ IN LABORATORIO. LA NANOELETTRONICA NELLA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE. APPROCCIO “TOP-DOWN” E “BOTTOM-UP” . TECNICHE DI DEPOSIZIONI DI DISPOSITIVI SU SCALA NANOMETRICA; NUOVI MATERIALI. TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE E MANIPOLAZIONE DI NANOMATERIALI. MODELLI FISICI AVANZATI DI DISPOSITIVI ELETTRONICI. RIDUZIONE DI SCALA PER I DISPOSITIVI. MOSFET ED EFFETTI QUANTISTICI IN DISPOSITIVI CONVENZIONALI. REGOLE DI PROGETTO PER CIRCUITI BIPOLARI E CMOS; ARCHITETTURE DI DISPOSITIVI INNOVATIVE CON EFFETTI DI TRASPOSTO QUANTISTICO: TRANSISTORI A SINGOLO ELETTRONE. UTILIZZO DI SIMULATORI DI PROCESSO E DI DISPOSITIVI. POLIMERI SEMICONDUTTORI E POLIMERI CONIUGATI; FENOMENI OTTICI NEI POLIMERI SEMICONDUTTORI; TRASPORTO E INIEZIONE DI CARICA NEI POLIMERI CONIUGATI; NANOTUBI DI CARBONIO. DISPOSITIVI ELETTRONICI : TRANSISTORI A FILM SOTTILE, MEMORIE A FILM SOTTILE. DISPOSITIVI OPTOELETTRONICI; DIODI EMETTITORI DI LUCE, CELLE SOLARI. TECNICHE DI FABBRICAZIONE E DI STAMPA DIRETTA. CENNI SU DISPOSTIVI MOLECOLARI. APPLICAZIONI AMBIENTALI DELLE TECNOLOGIE ELETTRONICHE E NANOELETTRONICIHE: SENSORI A FILM SOTTILE E NASO ELETTRONICO. APPLICAZIONI DELLE NANOTECNOLOGIE ALLE MEDICINA: NANOSENSORI E BIOSENSORI, TECNICHE DI RILEVAZIONE DEL DNA, “LAB ON CHIP”. APPLICAZIONI FOTONICHE DI NANOCLUSTER. MEMORIE A NANOPARTICELLE. MONOSTRATI DIPOLARI DI MOLECOLE ORGANICHE. CENNI ALLA SPINTRONICA E AL QUANTUM COMPUTING.CLASSIFICAZIONE DEI SENSORI. SENSORI IDEALI E LIMITAZIONI REALI. SENSORI TERMICI: TERMOCOPPIE, TERMORESISTORI, TERMODIODI, TERMOTRANSISTORI. SENSORI MECCANICI. PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO. SENSORI DI SPOSTAMENTO. SENSORI DI VELOCITÀ E DI FLUSSO. ACCELEROMETRI. SENSORI DI FORZA, PRESSIONE E DEFORMAZIONE. SENSORI MAGNETICI. CONSIDERAZIONI DI BASE E DEFINIZIONI. SENSORI AD EFFETTO HALL. MAGNETORESISTORI, MAGNETODIODI, MAGNETOTRANSISTORI. MODELLI MATEMATICI DEI SENSORI. CRITERI DI PROGETTO. CIRCUITI DI CONDIZIONAMENTO DEI SEGNALI. I CONTENUTI DESCRITTI NON SARANNO EROGATI COMPLETAMENTE. ALCUNI ARGOMENTI SONO ALTERNATIVI
LA SCELTA VIENE EFFETTUATA IN BASE ALLE ESIGENZE DEL PROGETTO E AGLI INTERESSI DEGLI STUDENTI.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA ED ESERCITAZIONI PRATICHE DI LABORATORIO. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VIENE STIMOLATO L’USO DI MODELLI ANALITICI PER IL DIMENSIONAMENTO DI PROCESSI E L’ANALISI DI DATI SPERIMENTALI. NELLE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO GLI STUDENTI UTILIZZANO STRUMENTI CAD PER L’ANALISI E LA PROGETTAZIONE DI PROCESSI E DISPOSITIVI E APPARATI DI CARATTERIZZAZIONE E FABBRICAZIONE
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE L’ELABORAZIONE DI UN PROGETTO. PER SUPERARE L'ESAME LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI AVER COMPRESO E SAPER APPLICARE I PRINCIPALI CONCETTI ESPOSTI NEL CORSO. IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DALLA MATURITÀ ACQUISITA SUI CONTENUTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA.
Testi
APPUNTI FORNITI DURANTE IL CORSO. RICHARD C. JAEGER “INTRODUCTION TO MICROELECTRONIC FABRICATION: VOLUME 5 OF MODULAR SERIES ON SOLID STATE DEVICES, 2/E”, PRENTICE HALL. S.WOLF “ PROCESS TECNOLOGY” VOL. 1 LATTICE PRESS. G. SONCINI “TECNOLOGIE MICROELETTRONICHE” BORINGHERI. S. WOLF “ PROCESS INTEGRATION” VOL. 2 LATTICE PRESS. YUAN TAUR, TAK H. NING:”FUNDAMENTS OF MODERN VLSI DEVICES”, CAMBRIDGE, UNIVERSITY PRESS. G.HADZIIOANNOU, G.G. MALLIARAS “SEMICONDUCTING POLYMERS” ED. WILEY-VCHV. V. MITIN, V. A. KOCHELAP, M. A. STROSCIO QUANTUM HETEROSTRUCTURES, CAMBRIDGE. GEORGE W. HANSON “FUNDAMENTALS OF NANOELECTRONICS” PRENTICE HALL.
SENSORS AND SIGNAL CONDITIONING, 2ND EDITION
RAMÓN PALLÁS-ARENY, JOHN G. WEBSTER
Altre Informazioni
L'INSEGNAMENTO È EROGATO CON FREQUENZA OBBLIGATORIA PRESSO LA FACOLTÀ DI INGEGNERIA. SI CONSULTI IL SITO DI FACOLTÀ ( HTTP://WWW.INGEGNERIA.UNISA.IT/) PER L'INDICAZIONE DELL'ORARIO E DELLE AULE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]