
Nanodispositivos Electrónicos
Código: 106824Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Nanociencia y Nanotecnología | OP | 4 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Xavier Cartoixa Soler
- Correo electrónico :
- xavier.cartoixa@uab.cat
Equipo docente
- Jordi Suñé Tarruella
- Ferran Paredes Marco
- Xavier Oriols Pladevall
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Es necesario tener conocimientos básicos de Mecánica Cuántica, dispositivos electrónicos y estado sólido.
Objetivos
- Identificar los límites físicos de las tecnologías actuales de procesado de la información i conocer qué alternativas se proposen desde la nanotecnología.
- Conocer los fundamentos de las diferentes aproximaciones al transporte electrónico en dispositivos.
- Describir el funcionamento de disposivos nanoelectrónicos y espintrónicos.
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.
- KM35 (Describir los elementos, arquitecturas y principios físico-químicos de los sistemas MEMS y NEMS e identificar sus principales aplicaciones.) Describir los elementos, arquitecturas y principios físico-químicos de los sistemas MEMS y NEMS e identificar sus principales aplicaciones.
- 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
1. El transistor MOS en el modelo de transporte difusivo
Introducción a la nanoelectrónica. Corrientes en el MOSFET. Electrostática del transistor. Límites del modelo clásico.
2. El modelo de transporte de Landauer
Formulación del modelo. Conductancia cuantitzada. El MOSFET balístico y cuasi-balístico.
3. Circuitos neuromórficos con memristores
Propiedades e implementaciones en estado sólido de los memristores. Redes neuronales para inteligencia artificial implementada en hardware.
4. Dispositivos fotónicos y optoelectrónicos
Isomorfismo entre ecuacions de Maxwell i Schrödinger. Cristales fotònicos, defectos, guies de onda y localización de Anderson. Transiciones ópticas y reglas de selección en semiconductores. Láseres basados en nanoestructuras (pozo y punto cuántico, VCSELs, de cascada cuántica...). Fotones entrelazados para criptografía cuántica. Nanofotónica y el mercado.
5. Dispositivos nanoelectrónicos basados en espín
Dinámica de espines aislados y en sólidos. Válvulas de espín y magnetoresistencia gigante. Cabezales de lectura en discos duros, acopladores de circuitos. Spin-transfer torque. Memorias RAM magnéticas (MRAMs). Inyección de espines a semiconductores. Mecanismos de relajación de espines en semiconductores. Transistores de espín. Computación cuántica basada en espines.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Prácticas de laboratorio | 8 | 0,32 | CM19, KM35, SM30 |
| Clases magistrales | 30 | 1,2 | KM35, SM30 |
| Resolución de probemas y trabajos de laboratorio | 30 | 1,2 | CM19, KM35, SM30 |
| Estudio de fundamentos teóricos | 68 | 2,72 | CM19, KM35, SM30 |
| Prácticas de aula | 10 | 0,4 | CM19, KM35, SM30 |
La formación se basará en clases magistrales complementadas con prácticas de aula y de laboratorio. Se realizarán activitades autónomas que incluirán la resolución de problemas, la lectura crítica de textos.
Para esta asignatura, se permite el uso de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) exclusivamente en tareas de búsqueda bibliográfica o de información, corrección de textos o traducciones.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Problemas y trabajos independientes | 20% | 0 | 0 | CM19, SM30 |
| Prácticas de laboratorio | 25% | 0 | 0 | CM19, SM30 |
| Prueba de síntesis | 55% | 4 | 0,16 | KM35, SM30 |
La realización de las prácticas de laboratorio es obligatoria, y hay que aprobar las prácticas separadamente.
Evaluación continuada
Para aprobar la asignatura se requiere una nota mínima de 4 en la prueba de síntesis. Esto se puede obtener o bien:
a) Cuando el promedio de las pruebas parciales de síntesis alcance el 4, y ninguna de las pruebas parciales tenga una calificación inferior a 2.
b) Cuando la prueba de síntesis de recuperación alcance el mínimo de 4.
Para presentarse a la prueba de síntesis de recuperación hay que haberse presentado previamente a las dos pruebas parciales de síntesis y haber aprobado las prácticas.
Evaluación única
El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única deberá realizar una prueba final que consistirá en un examen escrito de todo el temario teórico y de problemas de la asignatura, y una prueba oral donde se cubrirán aspectos de la parte de teoría que no hayan sido tratados en la prueba escrita. Estas pruebas se realizarán el día en que los y las estudiantes de la evaluació contínua hagan el examen del segundo parcial.
La prueba escrita determinará la nota que entrará en la "Prueba de síntesis", mientras que la prueba oral determinará la nota que entrará en "Problemas y trabajos independientes".
Si la nota de la prueba de síntesis no llega a 4, o la nota final no llega a 5, el o la estudiente tiene otra oportunidad de superar la asignatura mediante el examen escrito de recuperación que se celebrará en la fecha que fije la coordinación de la titulación. En esta prueba se podrá recuperar el 75% de la nota correspondiente a la asignatura; o sea, la nota obtenida sustituirà la de les pruebas escrita y oral de la evaluación única. La parte de prácticas no és recuperable.
Matrículas de honor y subir nota
Las matrículas de honor se concederán con preferencia a los resultados de las pruebas parciales de síntesis (ev. continuada) / escrita+oral (ev. única) sobre la de recuperación. Se podrá ir a la prueba de síntesis de recuperación a subir nota, pero en caso de obtener una calificación inferior a la de la mediana de las pruebas parciales / escrita+oral, la calificación de síntesis final será la mediana entre el promedio de los parciales y la nota de recuperación.Las pruebas de síntesis podrán ser sustituidas por problemas y trabajos independientes adicionales si las autoridades determinan que no se puedan realizar exámenes presenciales.
Fraude académico
La realización de cualquier irregularidad en un acto de evaluación (fraude académico, plagio o uso indebido de la Inteligencia Artificial, salvo que dicho uso esté expresamente autorizado en la Guía Docente) que pueda conducir a una variación significativa de la calificación supondrá que dicho acto sea calificado con un 0.
En caso de que la Guía Docente establezca como requisito imprescindible para superar la asignatura haber obtenido una nota mínima en dicho acto de evaluación, o si se producen varias irregularidades en los actos de evaluación de una misma asignatura, la calificación final de la asignatura será 0.
Asimismo, podrá iniciarse un procedimiento disciplinario contra el estudiante que incurra en cualquiera de estas irregularidades.
Bibliografía
S. V. Gaponenko
Introduction to Nanophotonics
Cambridge University Press (2010)
P.N. Prasad
Nanophotonics
Wiley (2004)
Y. Tsividis and C. McAndrew
Operation and Modeling of the MOS Transistor
Oxford University Press (2010)
S.M Sze and K.K. Ng
Physics of Semiconductor Devices
Wiley (2007)
J. Burghartz
Guide to State-of-the-Art Electron Devices
Wiley (2013)
R. Waser
Nanoelectronics and Information Technology
Wiley (2005)
S. Bandyopadhyay and M. Cahay
Introduction to spintronics
CRC Press (2008)
M. Lundstrom
Fundamentals of carrier transport
Cambridge University Press (2009)
Software
Una de les prácticas requerirá uso de python.
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/Español | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 1 | Catalán/Español | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 1 | Catalán/Español | primer cuatrimestre | manaña-mixto |