Nanofabricació
Codi: 106835 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Nanociència i Nanotecnologia | OB | 3 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Francisco Torres Canals
- Correu electrònic:
- francesc.torres@uab.cat
Equip docent
- Cristian Rodriguez Tinoco
- Alberto Quintana Puebla
- Xavier Borrise Nogue
- Aitor Lopeandia Fernandez
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
És recomanable haver aprovat les assignatures dels tres cursos anteriors, especialment les relacionades amb les àrees de física, enginyeria i electrònica.
Objectius
L’objectiu del mòdul és donar a conèixer les tècniques i mètodes que existeixen de fabricació a escala micro i nanomètrica, de manera que l’alumne queda capacitat per definir una seqüència adient de processos per a la realització de qualsevol tipus de dispositiu o estructura funcional. El contingut està focalitzat a la fabricació d’estructures i dispositius funcionals i no a l’obtenció o preparació de materials. Es veuran exemples pràctics i variats de fabricació d’estructures i dispositius nanomètrics (estructures nanomecàniques, dispositius basats en grafè, nanosensors, dispositius fotònics, micro/nano fluídica, etc) Es durà a terme una introducció a l’operació i realització de processos en Sala Blanca.
Resultats d'aprenentatge
- CM25 (Competència) Proposar mètodes de síntesi, fabricació i caracterització òptims en funció de les propietats i funcionalitats desitjades dels nanosistemes.
- CM26 (Competència) Dissenyar nanosistemes que compleixin els requisits associats a aplicacions innovadores específiques.
- CM27 (Competència) Treballar en equip en el desenvolupament de casos pràctics de l'àmbit de la nanotecnologia, valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- KM47 (Coneixement) Descriure els processos principals de fabricació i processament industrial de dispositius en la micro- i la nanoescala.
- SM39 (Habilitat) Dur a terme processos de micro- i nanofabricació per a l'obtenció de dispositius i sistemes en la nanoescala.
- SM40 (Habilitat) Utilitzar eines digitals i fonts documentals per a obtenir, analitzar i presentar informació de manera crítica en l'àmbit de la nanotecnologia.
Continguts
L’assignatura es divideix en quatre grans blocs:
- Mòdul 1. Tecnologia planar
Es descriuen individualment els principals processos de la tecnologia planar i es presenten els aspectes generals de la tecnologia micro/nano electrònica, aixi com la seva evolució (miniaturització)
- Introducció a la tecnologia planar: concepte, oblies, seqüència de processos, etc
- Processos tecnològics individuals: deposició (PVD i CVD), gravats (secs i humits), processos tèrmics, implantació, litografia.
- Integració de processos, tecnologia CMOS.
- Evolució i límits de la tecnologia micro/nano electrònica
- Mòdul 2. Nanolitografies i “nanopatterning”
Es descriuen les tècniques de litografia i nanopatronejat per a la definició de nanoestructures i nanodispositius en superficies. Es presenten exemples de l’estat de l’art actual.
- Litografia òptica avançada
- Litografia per feix d’electrons
- Litografia per feix d’ions
- Litografia per nanoimpressió
- Nanofabricació mitjançant SPMs
- Altres nanolitografies
- Mòdul 3 Nanofabricació “bottom-up”
Es descriuen mètodes de realització de nanoestructures i dispositius basats en una aproximació “bottom-up”, basats en l’ensamblatge d'elements individuals nanomètrics per construir estructures i dispositius funcionals.
- Auto-ensamblatge i auto-ensamblatge guiat.
- Estructures i dispositius basats en nanofils i nanotubs.
- Estructures i dispositius basats en nanoparticules.
- Altres mètodes de fabricació químics i electroquímics.
- Mòdul 4 Treball pràctic de nanofabricació
S’introdueix a l’alumne als principis d’operació d’una Sala Blanca i s’introdueix la metodologia de disseny de màscares i micro-xips.
- Disseny d’una màscara amb un programa d’edició dedicat. (dues sessions).
- Procés complert de fotolitografia utilitzant la màscara dissenyada (una sessió).
- Dipòsit i gravat de capes fines. Caracterització de les capes per AFM (una sessió).
- Observació amb microscopi electrònics d'estructures bottom-up (polímers autoensamblats, una sessió).
- Visita guiada a la sala blanca del Centre Nacional de Microelectrònica (una sessió).
A més, depenent del temps disponible, s'han previst seminaris amb investigadors especialistes en nanofabricació.
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| classes de teoria | 24 | 0,96 | |
| practiques de laboratori | 14 | 0,56 | |
| problemes | 6 | 0,24 | |
| Seminaris (Laboratori) | 8 | 0,32 | |
| Tipus: Autònomes | |||
| lectura d'apunts de classe | 30 | 1,2 | |
| lectura de guions de pràctiques | 20 | 0,8 | |
| realització d'exercicis i tests | 32 | 1,28 |
La docencia es realitzarà mitjançant 24 hores lectives de teoria, 6 h de problemes i 22 hores de pràctiques de laboratori (8 hores de seminaris dedicats a laboratori).
Pràctiques: Les classes pràctiques i els seus corresponents informes es realitzaran en grups d'un màxim de dues persones. No s'acceptaran grups formats per més de dues persones. El lliurament dels informes estarà regit per una data d'entrega, via campus virtual, que es comunicarà després d'haver realitzat la pràctica.
Exercicis extra: Durant el curs es podran lliurar als alumnes exercicis extres que s'hauran de fer fora de les hores lectives i que seran avaluables.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| informes de pràctiques | 30% | 10 | 0,4 | CM27, KM47, SM39, SM40 |
| parcials | 65% | 6 | 0,24 | CM25, CM26 |
L'assignatura consta de les activitats d'avaluació següents:
Dos examens escrits parcials, (teoria i problemes), un a la meitat de l'assignatura i l'altre al final, amb un pes sobre la qualificació final d'un 70% (35% cada ú). L'assistència a aquests exàmens parcials és obligatòria per a poder-se presentar a l'examen de recuperació.
Informes corresponents a les pràctiques de laboratori amb un pes sobre la qualificació final d'un 30%. Aquesta nota es tindrà en compte per a l'avaluació final de l'assignatura sempre i quan l'alumne superi la nota de 4.5 com a nota mitja dels dos parcials o com a nota de l'examen de recuperació.
NOTA: L'assistència a les sessions de pràctiques, la seva realització i el lliurament de l'informe corresponent són condició indispensable per aprovar l'assignatura.
Examen escrit (teoria i problemes), per a la recuperació: L'assistència a l'examen escrit de recuperació serà recomanable en el cas d'haver tret una nota inferiora 5 en algun dels dos examens parcials. Tindrà un pes d'un 70% de la nota final. S'avaluaran per separat els continguts referents al primer parcial i al segon. Això permet presentar-se a la recuperació d'un sol dels parcials o al total de l'assignatura. La nota final dels exàmens escrits serà la mitjana entre les dues parts de l'assignatura, escollint per a cada part la millor nota entre l'examen parcial i l'examen de recuperació.
Avaluació única:
L’alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única haurà de realitzar una única prova final que consistirà en un examen amb una part de teoria i una part de problemes on haurà de resoldre una sèrie d’exercicis semblants als que s’han treballat a les sessions de Pràctiques d’Aula. El mateix dia que realitzi la prova escrita haurà de lliurar els informes de totes les pràctiques. Aquest examen i el lliurament de tots els informes de pràctiques es farà el dia de l'examen del segon parcial fixat per als alumnes d'avaluació continuada per la coordinació de la titulació. L'examen escrit (teoria i problemes) es lliurarà en paper i les pràctiques en format PDF via campus virtual.
La qualificació final de l’estudiant serà la següent: l'examen escrit (teoria i problemes) tindrà un pes d'un 70% de la nota final i els informes de pràctiquesun total d'un 30%.La nota dels informes de pràctiques es tindrà en compte per a la nota final només si l'alumne ha superat la nota de 4.5 a l'examen escrit (teoria i problemes) o a l'examen de recuperació.
Si la nota final no arriba a 5, l’estudiant té una altra oportunitat de superar l’assignatura mitjançant l’examen de recuperació que se celebrarà en la data que fixi la coordinació de la titulació. En aquesta prova es podrà recuperar el 70% de la nota corresponent a la teoria i els problemes. La part de pràctiques no és recuperable.
Bibliografia
Introduction to Microfabrication / Sami Franssila. ISBN 978-0-470-74983-8, John Wiley & Sons, 2010.
Nuevas Tecnologías en los Dispositivos Electrónicos / A. Godoy et. al: Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores, Universidad de Granada, ISBN: 978-84-691-4090-1, 2008.
Nanofabrication, Nanolithography techniques and their applications / José María de Teresa et al. / Online ISBN: 978-0-7503-2608-7 • Print ISBN: 978-0-7503-2606-3, 2020.
Nanofabrication, Techniques and Principles / Maria Stepanova & Steven Dew / ISBN 978-3-7091-0423-1, Springer, 2012.
Optical Lithography, Here is Why / Burn J. Lin / ISBN 978-0-8194-7560-2 Spie Press, 2010.
Fundamentals of microfabrication and nanotechnology / Marc J. Madou; Boca Raton, FL Taylor & Francis, 2011.
Articles publicats en revistes de recerca. Els professors donaran la informació adient
Programari
El programari funciona sota el sistema operatiu Windows
Programari Glade i KLayout (disseny de màscares de litografia, d'accés obert)
Gwyddion (anàlisi d'imatges, d'accés obert)
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre de 2025. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d’aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 1 | Català | segon quadrimestre | tarda |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 1 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 2 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 3 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 1 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 2 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 3 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 4 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 5 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 6 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 7 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 8 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 9 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 10 | Català/Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (TE) Teoria | 1 | Català | segon quadrimestre | tarda |