Pla docent de l'assignatura

 

 
Català English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Micro i Nanotecnologia

Codi de l'assignatura: 360611

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Enric Bertran Serra

Departament: Departament de Física Aplicada

Crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

63
 

-  Teoria

Presencial

  

45
 

-  Teoricopràctica

Presencial

  

12
 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

  

6

Aprenentatge autònom

87

 

 

Recomanacions

 

Els continguts de l’assignatura Micro- i Nanotecnologia s’han elaborat i ajustat de manera que el punt de partida per poder desenvolupar el curs siguin els coneixements que proporcionen les assignatures obligatòries dels set primers semestres del grau de Física.

No hi ha cap requisit acadèmic.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Destresa en la indagació: ser capaç de cercar, d'utilitzar i d'analitzar bibliografia científica i tècnica, com també qualsevol altra font d'informació rellevant per a treballs d'investigació.
   -

Cultura general en física: estar familiaritzat amb els camps més importants de la física.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

Aquesta és una assignatura amb un grau elevat de transversalitat dins de la física però també d’altres ciències com ara la química i la biologia. L’assignatura se centra en la descripció de sistemes en els quals convergeixen diversos fenòmens físics. L’objectiu és aplicar els coneixements bàsics a la fenomenologia específica de sistemes de dimensions que van des de l’escala micromètrica fins a la nanomètrica. Aquest objectiu comporta l’aprenentatge de les tècniques de nanomanipulació i fabricació de nanodispositius, i també l’estudi de processos de creixement en què, a partir de nivell atòmic, s’aconsegueixen materials micro- i nanoestructurats. Els objectius també comporten l’exposició de les tècniques principals de caracterització específiques d’aquestes escales i les aplicacions.

Els objectius docents es completen amb diverses sessions de laboratori que il·lustren els continguts de l’assignatura.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció a la micro- i nanotecnologia

1.1. Introducció. Què s’entén per micro- i nanotecnologia

1.2. Visió general de tècniques de caracterització i manipulació

1.3. Impacte sobre nous materials i dispositius, i les seves característiques i aplicacions

2. Materials micro- i nanoestructurats

2.1. Materials micro- i nanoestructurats

2.2. Tipus de materials estructurats

2.3. Sistemes de dimensions micro- i nanomètrics

2.4. Confinament quàntic

3. Tècniques de caracterització física dels materials micro- i nanoestructurats

3.1. Determinació de les característiques físiques dels materials micro- i nanoestructurats: elèctriques i magnètiques

3.2. Tècniques basades en sincrotró

4. Processos de creixement

4.1. Teoria de la nucleació. Processos en fase gas i en plasmes. Processos de superfície

4.2. Creixement de partícules i de capes primes

4.3. Tècniques físiques i químiques d’obtenció

5. Tècniques de caracterització òptica

5.1. Tècniques espectroscòpiques

5.2. Reflexió, absorció, transmissió

5.3. FTIR i Raman

5.4. El·lipsometria

6. Anàlisi de superfície: composició

6.1. Anàlisi composicional; estructura electrònica

6.2. Espectroscòpies electròniques (UPS, Auger, ESCA)

6.3. SIMS

7. Tècniques de caracterització estructural i morfològica

7.1. Caracterització estructural i morfològica

7.2. Microscòpies electròniques de transmissió (TEM) i rastreig (SEM)

7.3. Microscòpia iònica (FIB)

7.4. Microscòpia interferomètrica

8. Tècniques micro- i nanomètriques de fabricació

8.1. Dispositius micro- i nanomètrics

8.2. Litografia: base de la fabricació

8.3. Combinació amb tècniques de deposició i atac

8.4. Processos de fabricació microelectrònics

9. Aplicacions a la micro- i nanoelectrònica

9.1. De la micro a la nano: efectes no quàntics de les reduccions de dimensions

9.2. Sensors i actuadors: fabricació i característiques

10. Laboratori

10.1. Experiment 1. Estudi de diferents tipus de nanoestructures mitjançant tècniques basades en AFM

10.2. Experiment 2. Fabricació d’una estructura planar amb PVD d’alt buit i la seva caracterització

10.3. Experiment 3. Litografia òptica

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

Les classes de teoria consisteixen en una exposició dels continguts teòrics i descriptius de l’assignatura. Les classes teoricopràctiques consisteixen en l’exposició i la resolució dels exemples i problemes. L’alumne hi contribueix i hi participa mitjançant la resolució individual de problemes prèviament a la resolució per part del professor. Els experiments de laboratori es fan al laboratori de la Sala Blanca, als diferents laboratoris de la Facultat de Física i als Centres Científics i Tecnològics de la UB, que disposen de la infraestructura necessària per fer processos de micro- i nanotecnologia. Els alumnes confeccionen un informe de cada experiment, que han de lliurar al professor la setmana següent d’haver-lo fet.

En cas de mesures especials a causa de la COVID-19, les classes teòriques es duen a terme d’acord amb la normativa vigent de la Universitat de Barcelona. Els experiments es fan de forma individual o en parelles però amb proteccions adequades (màscara, pantalla facial, guants, etc.), d’acord amb la normativa vigent de la Universitat de Barcelona.

Els temes 7, 8 i 9 s’imparteixen en anglès.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Es basa en tres exàmens parcials consistents en una prova escrita, la participació a les classes teòriques, els treballs i/o els exercicis que es demanin puntualment. També s’avaluen els informes de laboratori i es fa una prova de síntesi final.

Els exàmens inclouen la matèria exposada en les classes teòriques, teoricopràctiques i al laboratori. La qualificació consisteix en una mitjana ponderada de les notes dels tres exàmens parcials (45 %), de la nota del laboratori (10 %) i de la prova de síntesi final (45 %). La qualificació és del 90 % per a la prova de síntesi i el 10 % del laboratori en el cas que sigui més gran que la mitjana tenint en compte els tres exàmens parcials.

Per superar l’assignatura cal tenir aprovada la part de les pràctiques de laboratori. Per a això, cal assistir a totes les sessions de laboratori i entregar els informes corresponents en els terminis establerts.

La qualificació de la reavaluació consisteix en una mitjana ponderada de les notes d’un examen escrit (90 %) i de la nota del laboratori (10 %).

L’avaluació atorgada a les competències específiques és l’obtinguda en la qualificació final de l’avaluació de l’aprenentatge de l’assignatura.

En cas de mesures especials a causa de la COVID-19, els exàmens es duen a terme d’acord amb la normativa vigent de la Universitat de Barcelona.

 

Avaluació única

La qualificació consisteix en una mitjana ponderada de les notes de l’examen final (90 %) i de la nota del laboratori (10 %).

Per superar l’assignatura cal tenir aprovada la part de les pràctiques de laboratori. Per a això, cal assistir a totes les sessions de laboratori i entregar els informes corresponents en els terminis establerts.

La qualificació de la reavaluació consisteix en una mitjana ponderada de les notes d’un examen escrit (90 %) i de la nota del laboratori (10 %).