Disciplina Curricular
Nanotecnologias e Nanoelectrónica NN
Diploma de Estudos Avançados em Engenharia Física Tecnológica - DEAEFT2006
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Dar ao aluno uma síntese de conhecimentos sobre materiais, princípios de funcionamento e desafios tecnológicos para integração de estruturas micro e nanofabricadas utilizando materiais semicondutores e materiais magnéticos. Introdução a nanopartículas (pontos quânticos, partículas magnéticas) e nanotubos de carbono, e sua manipulação em chip. Demonstração da aplicação de nanodispositivos à biologia: plataformas de detecção de reconhecimento biomolecular e neuroelectrónica. Demonstração de processos de micro e nano fabricação em ambiente de sala limpa em laboratórios associados ao DF (INESC MN). PRÉ-REQUISITOS: Para alcançar os objectivos de aprendizagem esperados, os estudantes devem ter conhecimentos prévios de electromagnetismo, electrónica e física do estado sólido.
Programa
I. Materiais semicondutores (3D):Heteroestruturas: diodo e transistor. Características limite para integração industrial da tecnologia CMOS. II. Tecnologias após-CMOS: semicondutores 2D e 1D: MoSi2, grafeno, CNTs, nanofios de Si. Pontos quânticos semicondutores. III. Electrónica orgânica e cristais líquidos: materiais, princípios de funcionamento e avanços tecnológicos. IV. Materiais magnéticos. Ferromagnetismo nos metais de transição e terras raras. Ressonância magnética (RMN). Filmes finos e heteroestruturas magnéticos: a válvula de spin e a junção de efeito túnel de spin. V. Dispositivos magnéticos: o disco duro, MRAM, sensores magnetoresistivos. Condições de minimização de energia do elemento magnético activo. VI. Manipulação de nanopartículas usando campos eléctricos e/ou magnéticos: magnetoforese, dielectroforese. Equações de movimento em microcanais. Aplicação em plataformas de separação e contagem dinâmicas. Manipulação e detecção de moléculas isoladas. Pinças ópticas e magnéticas. VII. A Nanotecnologia e as plataformas integradas para detecção de reconhecimento biomolecular. Funcionalização de superfícies (SiO2, SiNx, Au). Plataformas utilizando detecção óptica(Foto Diodos), detecção mecânica (MEMS), detecção magnetoresistiva(sensores magnetoresistivos), detecção eléctrica (transístores). Electrónica integrada (CMOS). VIII. Neuroelectrónica. Transmissão de informação no neurónio. Potencial de acção. Interface neurónio-chip. Micro e nano-electrodospara implantes transcraneanos. Dispositivos memresistivos e computação neuromórfica. IX. Demonstração de processos de micro e nano fabricação em ambiente de sala limpa.
Metodologia de avaliação
1-Série de problemas incidindo na sua maior parte sobre plataformas integradas utilizando vários dos dispositivos estudados na disciplina (40%) 2-Teste de avaliação (40%) 3-Realização de uma apresentação oral pública por grupo e sua discussão, sobre um tema relacionado com as áreas apresentadas (20%)