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Micro y Nanosistemas

Código: 106821
Créditos: 6
2026/2027
Titulación Tipo Curso
Nanociencia y Nanotecnología OP 4

Profesor/a de contacto

Nombre :
Núria Barniol Beumala
Correo electrónico :
nuria.barniol@uab.cat

Idiomas de los grupos

Puede consultar esta información al final del documento.

Prerrequisitos

Se recomienda haber cursado la asignatura Nanofabricación o cursarla de manera simultánea.

Objetivos

El objetivo general del curso es que el alumno conozca los principales principios de transducción, los elementos y también las arquitecturas implicadas en el sensado y actuación a escala micro y nanométrica. Especial énfasis se hará a los efectos de la disminución de las dimensiones en la escala nanométrica.


Resultados de aprendizaje

  • CM19 (Trabajar con autonomía en la resolución de problemas y casos prácticos relacionados con los fenómenos a la nanoescala.) Trabajar con autonomía en la resolución de problemas y casos prácticos relacionados con los fenómenos a la nanoescala.
  • KM33 (Reconocer los principales principios de transducción, de sensado y de actuación a escala micro y nanométrica.) Reconocer los principales principios de transducción, de sensado y de actuación a escala micro y nanométrica.
  • SM30 (Predecir el comportamiento, propiedades y aplicaciones de nanomateriales y nanosistemas como consecuencia de la baja dimensionalidad.) Predecir el comportamiento, propiedades y aplicaciones de nanomateriales y nanosistemas como consecuencia de la baja dimensionalidad.

Contenidos

Conceptos básicos: sensor/actuador/transductor. Sistemas micro y nanoelectromecánicos (MEMS-NEMS).

Elementos transductores. Estructuras mecánicas básicas de los MEMS: palancas, puentes, membranas.

Materiales y principios de transducción: piezorresistiva, piezoeléctrica, electrostática, óptica, electromagnética. Microsistemas y nanosistemas DC (estáticos) y AC (dinámicos o resonantes). Técnicas de actuación y detección.

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.

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 frente a sistemas de dimensiones milimétricas. Límites del escalado en el régimen nanométrico.

Aplicaciones de los micro y nanosistemas. Estudio de casos. Sensores inerciales, ambientales, de temperatura, presión, desplazamiento, aceleración, fuerza y masa. Aplicaciones en sensado químico y biológico.


Prácticas:

  • Diseño y simulación de un M/NEMS
  • Caracterización experimental de un MEMS


Actividades formativas y Metodología

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Resolución, preparación y redacción de los informes y/o exposiciones orales 25 1 CM19, KM33, SM30
Laboratorio 10 0,4 CM19, KM33, SM30
Resolución de problemes 20 0,8 CM19
Estudio para la asimilación de conceptos 38 1,52 CM19, KM33, SM30
Clases de problemes 10 0,4 CM19, KM33, SM30
Clases de teoria 32 1,28 KM33, SM30

Clases de teoría: explicación por parte del profesor de los conceptos fundamentales de cada uno de los temas. Parte de los conceptos se introducirán mediante la resolución de casos específicos.

Clases de problemas: resolución y discusión por parte del profesor de algunos de los ejercicios y problemas entregados a los estudiantes.

Prácticas de laboratorio: realización de prácticas en el laboratorio específico. Parte de las prácticas tendrá un guion específico y requerirá una resolución a partir de cálculos matemáticos o mediante el 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.

Evaluación

Actividades de evaluación continuada

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Exámenes escritos (2) 25% por parcial 6 0,24 CM19, KM33, SM30
Evaluación Laboratorio 20% 3 0,12 CM19, SM30
Presentación oral o por escrito de uno de los casos trabajados 30% 6 0,24 CM19, KM33, SM30

La evaluación de la asignatura tendrá 3 apartados diferenciados:

a) Se realizarán obligatoriamente dos exámenes escritos sobre los conceptos impartidos en las clases de teoría y problemas (con un peso del 25% para cada examen parcial). Para hacer la media de los dos parciales, se requiere una nota mínima de 3,5 en cada uno de ellos. Al final del curso se realizará un examen final para que los estudiantes puedan aprobar o mejorar su calificación. Para poder presentarse a este examen final, es necesario haberse presentado a los dos exámenes parciales. En caso de no presentarse a ambos, el estudiante será calificado como “no evaluable”. Se requiere una calificación mínima de 4,5 en este apartado para poder ponderar con los apartados b) y c).

b) Se propondrá un trabajo de diseño de un micro-nanosistema que el estudiante deberá realizar en grupo y presentar en forma de póster y exposición oral al finalizar la asignatura. El peso de este trabajo será del 30%. Actividad obligatoria y no recuperable.

c) Las prácticas, que son obligatorias, tendrán un peso final del 20%. Su evaluación se realizará mediante un informe escrito en el que se detallen los resultados experimentales, valorándose especialmente la interpretación y discusión de los resultados en comparación con los valores teóricos y/o simulados. Actividad obligatoria y no recuperable.

Para obtener una calificación de Matrícula de Honor (que se puede conceder al 5% del número de estudiantes matriculados), será necesario obtener calificaciones superiores a 9 en todos los apartados y una media final superior a 9,3.


Uso de IA:

Para esta asignatura, se permite el uso de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) exclusivamente en tareas de apoyo, como la búsqueda bibliográfica o de información, la corrección de textos, la traducción y la ayuda en la redacción y presentación de los trabajos. El estudiante deberá identificar claramente qué partes han sido generadas con esta tecnología, especificar las herramientas utilizadas e incluir una reflexión crítica sobre cómo estas han influido en el proceso y el resultado final de la actividad. La falta de transparencia en el uso de la IA en las actividades evaluables se considerará una falta de honestidad académica y puede conllevar una penalización parcial o total en la calificación de la actividad.


La realización de cualquier irregularidad en un acto de evaluación (fraude académico, plagio o uso indebido de la IA, salvo que dicho uso esté expresamente autorizado en la guía docente) que pueda conducir a una variación significativa de la calificación supone que dicho acto será calificado con un 0. En caso de que la guía docente establezca que para superar la asignatura sea requisito imprescindible haber obtenido una nota mínima en este acto de evaluación, o que se produzcan varias irregularidades en los actos de evaluación de una misma asignatura, la calificación final de la asignatura será de 0. Además, podrá iniciarse un procedimiento disciplinario contra el estudiante que incurra en alguna de estas irregularidades.


Evaluación única:

El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única deberá realizar una prueba final que consistirá en un examen de todo el temario teórico y de problemas de la asignatura. Además, deberá entregar los informes de todas las prácticas realizadas y el trabajo de diseño.

Esta prueba se realizará el mismo día en que los estudiantes de evaluación continua realicen el examen del segundo parcial. La calificación será:

Nota de la asignatura = 50% de la prueba final + 30% del laboratorio + 20% del trabajo de diseño.

Si la nota final es inferior a 5, el estudiante tendrá una segunda oportunidad mediante el examen de recuperación fijado por la coordinación de la titulación. En esta prueba se podrá recuperar el 50% correspondiente a la parte de teoría y problemas. La parte de prácticas y el trabajo de diseño no son recuperables.


Bibliografía

  • Analysis and design principles of MEMS devices. Minhang, Bao. ISBN: 978-0-444-51616-9, (2005), eBook
  • Sensors, Actuators and their interfaces: a multidisciplinary introduction. Nathan Ida, 978-1-61353-006-1, Institution of Engineering and Technology (The IET). (2020), 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
  • Practical MEMS. Ville Kaajakari. Small Gear Publishing. ISBN: 978-0-9822991-0-4(2009).
  • Microsystems Design. S.D. Senturia. Kluwer Academic Publishers (2001).
  • Fundamentals of Microfabrication. The Science of Miniaturization (2nd edition). M.J. Madou. CRC Press, (2002).
  • 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.
  • Vigna, B., Ferrari, P., Villa, F. F., Lasalandra, E., & Zerbini, S. (2022). Silicon Sensors and Actuators: The Feynman Roadmap. Springer International Publishing AG. https://doi.org/10.1007/978-3-030-80135-9 eBook
  • Bhushan, B. (Ed.). (2017). Springer Handbook of Nanotechnology (4th ed. 2017.). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-54357-3 eBook


Software

Software de simulación por elementos finitos. Ansys, student version: https://www.ansys.com/academic/students/ansys-student

Grupos e idiomas de la asignatura

La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura

Tipo de docencia Grupo Idioma Semestre Turno
(TE) Teoría 1 Catalán primer cuatrimestre manaña-mixto
(PAUL) Prácticas de aula 1 Catalán primer cuatrimestre manaña-mixto
(PLAB) Prácticas de laboratorio 1 Catalán primer cuatrimestre tarde