Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
---|---|---|---|
2501922 Nanociencia y Nanotecnología | OB | 4 | 1 |
Se recomienda cursar la asignatura simultánea o posteriormente a Nanofabricación.
Unidad 1. Introducción
Definición de conceptos básicos (sensor / actuador / transductor). Micro y nanosistemas versus sistemas micro y nanoelectromecánicos (MEMS-NEMS). Origen histórico. La tecnología de micro y nanosistemas. Relación con la tecnología microelectrónica y las técnicas de micro y nanofabricación. Aplicaciones industriales y perspectivas de mercado.
Unidad 2. Elementos transductores.
Estructuras mecánicas básicas de los MEMS: palancas, puentes, membranas. Materiales y principios de transducción: piezoresistivo, piezoeléctrica, electrostática, óptica, electromagnética.
Unidad 3. Arquitecturas y principios de funcionamiento
Micro y nanosistemas DC (estáticos) y AC (dinámicos o resonantes). Técnicas de actuación y detección. Arquitecturas digitales y analógicas de transducción, tratamiento, amplificación y transmisión de la señal.
Unidad 4. Modelización y simulación
Modelización y simulación de los elementos transductores: herramientas de simulación por elementos finitos (FEM). Simuladores mecánicos, electrónicos, electromagnéticos y de otros dominios de transducción. Modelización y simulación a nivel de sistema.
Unidad 5. Escalado dimensional
Estudio de los efectos del escalado dimensional sobre las características y figuras de mérito de los micro y nanosistemas. Ventajas de los microsistemas respecto de los sistemas de dimensiones milimétricas. Límites del escalado en el régimen nanométrico.
Unidad 6. Aplicaciones de los micro y nanosistemas
Sensores: temperatura, presión, desplazamiento, aceleración, fuerza, flujo, gases, demasiado. Aplicaciones a sensato químico y biológico. Aplicaciones ópticas. Actuadores: micromotores, microvàlvules, microinterruptores. Procesadores de la señal: RF-MEMS, micro-osciladores, filtros, mezcladores. Generación de energía: scavengers, micropilas de combustible.
prácticas
Diseño y simulación de un M / NEMS
Clases teóricas. Explicación por parte del profesor de los conceptos fundamentales de cada uno de los temas. parte
los conceptos se introducirán como resolución de casos específicos.
Clases de problemas. Resolución y discusión por parte del proferssor de parte de los ejercicios y problemas
entregados a los estudiantes.
Clases de prácticas. Realización de prácticas en el laboratorio específico. Parte de las
prácticas tendrán un guión específico y requerirán una resolución previa a partir de cálculos matemáticos o bien haciendo
uso de una herramienta de simulación.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
---|---|---|---|
Tipo: Dirigidas | |||
Clases de problemas | 10 | 0,4 | 2, 3, 10, 25, 12, 15, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 28, 30, 31 |
Clases de teoria | 27 | 1,08 | 1, 2, 5, 7, 8, 6, 10, 13, 15, 20, 21, 22, 24, 27, 28, 29 |
Prácticas de laboratorio | 15 | 0,6 | 1, 2, 11, 4, 5, 18, 14, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 29, 31, 32, 33, 34 |
Tipo: Autónomas | |||
Estudio para la asimilación de conceptos | 46 | 1,84 | 2, 3, 25, 17, 15, 19, 28, 30 |
Lectura, resolución y redacción de los informes de las prácticas | 20 | 0,8 | 2, 11, 5, 10, 14, 16, 17, 20, 21, 23, 29, 32, 33 |
Resolución de problemas | 20 | 0,8 | 3, 10, 25, 12, 15, 20, 21, 22, 24, 28, 30, 31 |
La evaluación de la asignatura tendrá 3 apartados diferenciados:
a) Se realizará obligatoriamente dos exámenes escritos sobre los conceptos impartidos en las clases de teoría y de problemas (con un peso de 25% por cada examen parcial). Para hacer la media de los dos parciales, se necesita un mínimo de 3.5 en cada uno de ellos. A final de curso se hará un último examen final para que los estudiantes puedan aprobar o mejorar su calificación. Para presentarse a este examen final, es necesario que los estudiantes se presenten a los dos exámenes parciales. En caso de que no presentación a los dos parciales, el estudiante será calificado con "no evaluable". Se requiere una calificación mínima de 4,5 en este apartado para hacer la ponderación con los apartados b) yc).
b) Se propondrá un trabajo de diseño de un micro-nanosistemas que el estudiante deberá trabajar en grupo y presentar en forma de póster al finalizar la asignatura. El peso de este trabajo será del 20%. Actividad obligatoria y no recuperable.
c) Las prácticas, que son obligatorias, tendrán un peso final del 30%. La evaluación de las mismas se hará con dos informes escritos realizados por los estudiantes en los que se detallarán los resultados experimentales de las prácticas, valorándose en especialmente la interpretación y discusión de los resultados en comparación con los esperados teóricamente y / o simulados. Actividad obligatoria y no recuperable.
Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
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Entrega del trabajo de diseño de un Micro/nanosistema | 20% | 4 | 0,16 | 1, 3, 4, 5, 7, 6, 10, 25, 12, 13, 17, 15, 19, 20, 21, 22, 24, 27, 28, 29, 30, 32, 33 |
Evaluación de las prácticas | 30% | 2 | 0,08 | 2, 11, 4, 5, 10, 18, 25, 12, 14, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 32, 33, 34 |
Exámenes parciales escritos (2) | 25% por cada parcial | 6 | 0,24 | 5, 7, 8, 9, 6, 10, 13, 14, 16, 17, 15, 21, 22, 24, 27, 28, 29, 31 |
-
Analysis and design principles of MEMS devices. Minhang, Bao. ISBN: 978-0-444-51616-9, (2005), eBook
Understanding MEMS : Principles and Applications, Luis Castañer, Willey, ISBN: 978-1-119-05542-6 (2015), eBook
-MEMS Mechanical Sensors (Artech House microelectromechanical systems (MEMS) series), Steve Beeby et al. ISBN: 978-1-58053-536-6 (2004), eBook
Handbook of Nanotechnology. B. Bhushan. Springer-Verlag, (2004).
- Fundamentals of Microfabrication. The Science of Miniaturization (2nd edition). M.J. Madou. CRC Press, (2002).
- Microsystems Design. S.D. Senturia. Kluwer Academic Publishers (2001).
- Sensors. Vol.7. Mechanical Sensors. W. Göpel, J. Hesse, J.N. Zemel. Wiley-VCH.
- Sensors (Update). Vol.4. H. Baltes, W. Göpel, J. Hesse. Wiley-VCH.
- D. Sarid. Scanning Force Microscopy. Oxford University Press, (1991).
- RF MEMS. Theory, design and technology. G.M. Rebeiz. John Wiley and Sons (2003).
- Practical MEMS. Ville Kaajakari. Small Gear Publishing. ISBN: 978-0-9822991-0-4 (2009).
- Handbook of Transducers. Harry N. Norton. Ed. Prentice-Hall. Englewood Cliffs, NJ, 1989.
- Semiconductor Sensors, S.M. Sze editor, Ed. John Wiley & Sons, New York, 1994
- Sensor Materials, P.T.Moseley and A.J. Crocker, Ed. Institute of Physiscs Publishing (IOP), London 1996
- Sensor technology and devices, L. Ristic editor, Ed. Artech House, Boston 1994
- Microsensors, Principles and Applications, J.W. Gardner, Ed. John Wiley & sons, Chichester, 1994
- Sensors and Tranducers, M.J. Usher and D.A. Keating, Ed. Macmillan, London, Second Edition1996
Elmer, programario para la simulación de elementos finitos, http://www.elmerfem.org/blog/documentation/
Salome, programario diseño del los sistemas para ser analitzados con el software Elmer de elementos finitos, https://www.salome-platform.org/
Pspice, programario para la simulación eléctrica, https://www.orcad.com/pspice-free-trial