
Nanofabricación
Código: 106835Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Nanociencia y Nanotecnología | OB | 3 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Francesc Torres Canals
- Correo electrónico :
- francesc.torres@uab.cat
Equipo docente
- Alberto Quintana Puebla
- Cristian Rodriguez Tinoco
- Aitor Lopeandia Fernandez
- Xavier Borrise Nogue
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Es recomendable haber aprobado las asignaturas de los dos cursos anteriores, especialmente las relacionadas con las áreas de física, ingeniería y electrónica.
Objetivos
El objetivo del módulo es dar a conocer las técnicas y métodos de fabricación que existen a escala micro y nanométrica, de manera que el alumno queda capacitado para definir una secuencia adecuada de procesos para la realización de cualquier tipo de dispositivo o estructura funcional. El contenido está focalizado en la fabricación de estructuras y dispositivos funcionales, y no en la obtención o la preparación de materiales. Se verán ejemplos prácticos y variados de fabricación de estructuras y dispositivos nanométricos (estructuras nanomecánicas, dispositivos basados en grafeno, nanosensores, dispositivos fotónicos, micro / nano fluídica, etc) Se llevará a cabo también una introducción a la operación y realización de procesos en Sala Blanca.
Resultados de aprendizaje
- CM25 (Proponer métodos de síntesis, fabricación y caracterización óptimos en función de la propiedades y funcionalidades deseadas de los nanosistemas.) Proponer métodos de síntesis, fabricación y caracterización óptimos en función de la propiedades y funcionalidades deseadas de los nanosistemas.
- CM26 (Diseñar nanosistemas que cumplan los requisitos asociados a aplicaciones innovadoras específicas.) Diseñar nanosistemas que cumplan los requisitos asociados a aplicaciones innovadoras específicas.
- CM27 (Trabajar en equipo en el desarrollo de casos prácticos del ámbito de la nanotecnología, valorando el impacto social, económico y medioambiental.) Trabajar en equipo en el desarrollo de casos prácticos del ámbito de la nanotecnología, valorando el impacto social, económico y medioambiental.
- KM47 (Describir los principales procesos de fabricación y procesado industrial de dispositivos en la micro y la nanoescala.) Describir los principales procesos de fabricación y procesado industrial de dispositivos en la micro y la nanoescala.
- SM39 (Realizar procesos de micro y nanofabricación para la obtención de dispositivos y sistemas en la nanoescala.) Realizar procesos de micro y nanofabricación para la obtención de dispositivos y sistemas en la nanoescala.
- SM40 (Utilizar herramientas digitales y fuentes documentales para obtener, analizar y presentar información de manera crítica en el ámbito de la nanotecnología.) Utilizar herramientas digitales y fuentes documentales para obtener, analizar y presentar información de manera crítica en el ámbito de la nanotecnología.
Contenidos
La asignatura se divide en cuatro grandes bloques:
Módulo 1. Tecnología planar
Se describen individualmente los principales procesos de la tecnología planar y se presentan los aspectos generales de la tecnología micro / nano electrónica, así como su evolución (miniaturización)
Introducción a la tecnología planar: concepto, obleas, secuencia de procesos, etc
Procesos tecnológicos individuales: deposición (PVD y CVD), grabados (secos y húmedos), procesos térmicos, implantación, litografía.
Integración de procesos, tecnología CMOS.
Evolución y límites de la tecnología micro / nano electrónica
Módulo 2. nanolitografía y \"nanopatterning\"
Se describen las técnicas de litografía y nanoestructuración para la definición de nanoestructuras y nanodispositivos en superficies. Se presentan ejemplos del estado del arte actual.
Litografía óptica avanzada
Litografia por haz de electrones
Litografía por haz de iones
Litografía por nanoimpresión
Nanofabricación mediante SPMs
Otras nanolitografías
Módulo 3 Nanofabricación \"bottom-up\"
Se describen métodos de realización de nanoestructuras y dispositivos basados en una aproximación \"bottom-up\", basados en el ensamblaje de elementos individuales nanométricos para construir estructuras y dispositivos funcionales.
Auto-ensamblaje y auto-ensamblaje guiado.
Estructuras y dispositivos basados en nanohilos y nanotubos
Estructuras y dispositivos basados en nanopartículas
Otros métodos de fabricación químicos y electroquímicos
Módulo 4 Trabajo práctico de nanofabricación
Se introducen al alumno los principios de operación de una Sala Blanca y se introduce la metodología de diseño de máscaras y micro-chips.
- Diseño de una máscara con un programa de edición dedicado (dos sesiones).
-
- Proceso completo de litografia usando la máscara diseñada (una sesión).
-
- Depósito y grabado de capas finas y su caracterización física (una sesión).
-
- Proceso de fabricación virtual usando un software dedicado (una sesión).
-
- Visita guiada a la sala blanca del Centro Nacional de Microeletrónica (una sesión).
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Clases de teoria | 24 | 0,96 | |
| Lectura de los guines de prácticas de laboratorio | 20 | 0,8 | |
| Problemas | 6 | 0,24 | |
| Lectura de los apuntes de clase | 30 | 1,2 | |
| Seminarios (Laboratorio) | 8 | 0,32 | |
| Prácticas de laboratorio | 14 | 0,56 | |
| Realización de ejercicios y tests | 32 | 1,28 |
La docencia se realizará mediante 24 horas lectivas de teoría, 6 horas de problemas y 22 horas de prácticas de laboratorio (8 horas de seminarios dedicados a laboratorio, concretamente pràcticas en sala blanca).
Prácticas: Las clases prácticas y sus correspondientes informes se realizarán en grupos de un máximo de dos personas. No se aceptarán grupos formados por más de dos personas. La entrega de los informes, vía campus virtual, estará regido por una fecha de entrega que se comunicará después de haber realizado la práctica. La asistencia a las prácticas es obligatoria. No se aceptarán cambios de grupo o ausencias sin causa justificada (con la correspondiente documentación). No se aceptarán cambios puntuales de día de prácticas sin causa justificada. Como causa justificada se entiende un motivo médico, de urgencia familiar o la necesaria presencia en una prueba de evaluación de otra asignatura o el examen del carné de conducir.
Ejercicios extra: Durante el curso se podrán entregar a los alumnos ejercicios extras que deberán hacerse fuera de las horas lectivas y que serán evaluables.
IA: En esta asignatura no se permite el uso de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) en ninguna de sus fases. Cualquier trabajo que incluya fragmentos generados con IA será considerado una falta de honestidad académica y puede acarrear una penalización parcial o total en la nota de la actividad, o sanciones mayores en casos de gravedad (ver apartado de evaluación).
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| informes de prácticas | 30% | 10 | 0,4 | CM27, KM47, SM39, SM40 |
| Exámenes parciales | 70% | 6 | 0,24 | CM25, CM26 |
La asignatura consta de las siguientes actividades de evaluación:
Dos exámenes escritos parciales (teoría y problemas), uno en la mitad de la asignatura y el otro al final, con un peso sobre la calificación final de un 70% (35% cada uno). La asistencia a estos exámenes parciales es obligatoria para poder presentarse al examen de recuperación.
Informes correspondientes a las prácticas de laboratorio con un peso sobre la calificación final de un 30%. Esta nota se tendrá en cuenta para la evaluación final de la asignatura siempre y cuando el alumno supere la nota de 4.5 como nota media de los dos parciales o como nota del examen de recuperación. La falta de asistencia a alguna de las prácticas sin causa justificada (con documentación justificativa) y/o la no entrega del pertinente informe dentro del plazo establecido en el campus virtual comportará la calificación de no evaluable en la calificación final de la asignatura. Como no evaluable se entenderá la imposibilidad de evaluar globalmente los conocimientos del alumno en la asignatura, dada la falta de evidencia de evaluación en la práctica de laboratorio en cuestión y dada la especial relevancia de las prácticas de laboratorio en la evaluación final de los conocimientos adquiridos.
NOTA: La asistencia a las sesiones de prácticas, su realización y la entrega del informe correspondiente son condición indispensable para aprobar la asignatura. La falta de asistencia a alguna de las prácticas sin causa justificada (con documentación justificativa) y/o la no entrega del pertinente informe dentro del plazo establecido en el campus virtual comportará la calificación de no evaluable en la calificación final de la asignatura. Como no evaluable se entenderá la imposibilidad de evaluar globalmente los conocimientos del alumno en la asignatura, dada la falta de evidencia de evaluación en la práctica de laboratorio en cuestión y dada la especial relevancia de las prácticas de laboratorio en la evaluación final de los conocimientos adquiridos.
Examen escrito (teoría y problemas), para la recuperación: La asistencia al examen escrito de recuperación será recomendable en el caso de haber obtenido una nota inferior a 5 en alguno de los dos exámenes parciales. Tendrá un peso del 70% de la nota final. Se evaluaran por separado los contenidos referentes al primer parcial y al segundo parcial. Esto permite presentarse a la recuperación de uno de los parciales solamente o al total de la asignatura. La nota final de los exámenes escritos será la media entre las dos partes de la asignatura, escogiéndose para cada parte la mejor nota entre el examen parcial y el examen de recuperación.
Evaluación única:
El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluaciónúnica deberá realizar una única prueba final que consistirá en un examen con una parte de teoría y una parte de problemas donde deberá resolver una serie de ejercicios similares a los que se han trabajado en las sesiones de Prácticas de Aula. El mismo día en que realice la prueba escrita deberá entregar los informes de todas las prácticas. Este examen y la entrega de todos los informes de prácticas se realizará el día del examen del segundo parcial fijado para los alumnos de evaluación continuada por la coordinación de la titulación. El examen escrito (teoría y problemas) se entregará en papel y las prácticas en formato PDF vía campus virtual.
La calificación final del estudiante será la siguiente: el examen escrito (teoría y problemas) tendráun peso de un 70% de la nota final y los informes de prácticas un total de un 30%. La nota de los informes de prácticas se tendrá en cuenta para la nota final sólo si el alumno ha superado la nota de 4.5 en el examen escrito (teoría y problemas) o en el examen de recuperación.
Si la nota final no alcanza el 5, el estudiante tiene otra oportunidad de superar la asignatura mediante el examen de recuperación que se celebrará en la fecha que fije la coordinación de la titulación. En esta prueba se podrá recuperar el 70% de la nota correspondiente a la teoría y problemas. La parte de prácticas no es recuperable.
NOTA IMPORTANTE: La realización de cualquier irregularidad en un acto de evaluación (fraude académico, plagio o uso indebido de la IA), que pueda conducir a una variación significativa de la calificación, supone que este acto se calificará con un 0. En el caso de que la guía docente prevea que para superar la asignatura sea requisito imprescindible haber obtenido una nota mínima en actos de evaluación de una misma asignatura, la calificación final de esta asignatura es 0. Al margen de esto, se podrá instruir un proceso disciplinario al estudiante que incurra en alguna de estas irregularidades.
Bibliografía
Introduction to Microfabrication / Sami Franssila. ISBN 978-0-470-74983-8, John Wiley & Sons, 2010.
Nuevas Tecnologías en los Dispositivos Electrónicos / A. Godoy et. al: Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores, Universidad de Granada, ISBN: 978-84-691-4090-1, 2008.
Nanofabrication, Nanolithography techniques and their applications / José María de Teresa et al. / Online ISBN: 978-0-7503-2608-7 • Print ISBN: 978-0-7503-2606-3, 2020.
Nanofabrication, Techniques and Principles / Maria Stepanova & Steven Dew / ISBN 978-3-7091-0423-1, Springer, 2012.
Optical Lithography, Here is Why / Burn J. Lin / ISBN 978-0-8194-7560-2 Spie Press, 2010.
Fundamentals of microfabrication and nanotechnology / Marc J. Madou; Boca Raton, FL Taylor & Francis, 2011.
Articulos publicados en revistas de investigación. Los professores proporcionarán la información adecuada.
Software
El siguiente programario funciona bajo Windows:
Programario Glade i KLayout (diseño de máscaras de litografía, de acceso abierto)
Gwyddion (análisis de imágenes, de acceso abierto).
El programario para el proceso de fabricación virtual funciona bajo Linux:
Sentaurus TCAD de Synopsis.
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 | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PAUL) Prácticas de aula | 1 | Catalán | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 1 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 1 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 2 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 2 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 3 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 3 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 4 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 5 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 6 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 7 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 8 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 9 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 10 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |