Assignatura: Nanoelectrònica i sistemes nanoelectromecànics

Quadrimestre: primavera

Crèdits ECTS: 2.5

Professors: Blas Garrido

Departament / Facultat: Electrònica/Física UB

Objectius:

Esta asignatura pretende que los alumnos obtengan una perspectiva de la evolución de la microelectrónica a la nanoelectrónica con especial atención a aplicaciones concretas a los nanosistemas, y en especial a los nanoelectromecánicos (NEMs). Los alumnos deben de ser capaces de identificar la evolución de los dispositivos elementales, por ejemplo el MOSFET, y su proyección de futuro; conocer cuáles son sus limitaciones y también conocer los dispositivos más importantes basados en los efectos cuánticos. En cuanto a los NEMs, estos aúnan funciones que les permiten la captación de información mediante dispositivos sensores, el procesado de la señal y la capacidad de actuación y control. Se pretende destacar cómo la reducción de escala de estos elementos ofrece nuevos paradigmas, y como la reducción de las dimensiones abre la posibilidad a nuevas propiedades y potencialidades.

Recomanacions / Requisits previs
Los alumnos han de tener previamente conocimientos básicos de electrónica y dispositivos MOS.

CONTINGUTS: Temari

1)Evolución de la microelectrónica.

a.El circuito integrado y la microelectrónica
b.Evolución en complejidad de microprocesadores y memorias
c.Tecnologías submicrónicas

2)Escalado de las tecnologías y MOSFETs de dimensiones nanométricas.

a.Escalado del MOSFET. Efectos de canal corto
b.Tecnologías de fabricación y sus limitaciones

3)Sistemas mesoscópicos y de baja dimensionalidad

a.Estructura de bandas y transporte en varias dimensiones
b.Fluctuaciones y efecto Aharonov-Bohm
c.Transporte balístico y fenómenos de bloqueo de Coulomb
d.Propiedades ópticas de sistemas de baja dimensionalidad

4)Dispositivos basados en efectos cuánticos.

a.Dispositivos de un electrón
b.Dispositivos basados en el efecto túnel resonante
c.LEDs y LASERs de pozos, hilos y puntos cuánticos

5)De los sistemas MEMs a los NEMs.

a.Bases de los sistemas NEMS: nanoelectromecánica
b.Nuevos efectos en los sistemas NEMS

6)Nanopalancas y nanoresonadores.

a.Fabricación y caracterización
b.Aplicaciones: procesado de señal y sensores de masa

Pràctiques: Sessions de Laboratori

1)Práctica 1: Simulación de efectos de canal corto con ISE
2)Práctica 2: Simulación de dispositivos nanooptoelectrónicos con FULLWAVE

Planificació:

Hores presencials: 20 hores a l’aula i 6 hores al laboratori de simulació
Hores de treball no presencial: 14 hores
Hores d’aprenentatge autònom: 29 hores

Bibliografia

1)M.J. Kelly: "Low-dimensional semiconductors. Materials, Physics, Technology and Devices". Oxford Science Publications.
2)S.M. Sze (Ed.): "Modern Semiconductor Device Physics". John Wiley and Sons.
3)S. Luryi, A. Zaslavsky (Eds.) "Future Trends in Microelectronics: Reflections on the road to nanotechnology". Kluwer Editions.
4)S. Sugano, H. Koizumi: "Mesoscopic Physics". Springer Verlag Series on Materials Science.
5)S.D. Senturia, "Microsystem design", Kluwer Academic Publ., 2001.
6)M. Wilson et al. "Nanotechnology: basic science and emerging technologies", Chapman&Hall/CRC, 2002.
7)A. N. Cleland, "Foundations of nanomechanics: from solid-state theory to device applications", Springer Verlag, 2002.