Avís important
La guia docent és provisional.
La versió en PDF de la guia docent pot tardar uns dies en estar disponible al DDD.
Dispositius Nanoelectrònics
Codi: 45744Crèdits: 3
| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Nanociència Aplicada: de Materials a Dispositius / Applied Nanoscience: From Materials to Devices | OP | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom :
- Nikolaos Mavredakis
- Correu electrònic :
- nikolaos.mavredakis@uab.cat
Equip docent
- Enrique Alberto Miranda Castellano
- Xavier Oriols Pladevall
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Es recomana tenir coneixements previs sobre dispositius electrònics.
Objectius
1) Adquirir una visió general sobre la situació actual de la nanoelectrònica a partir principalment del International Technology reoadmap for Semiconductors, incloent-hi les dificultats i reptes de recerca i les principals tendències evolutives.
2) Conèixer els principals dispositius nanoelectrònics i els conceptes de dispositius emergents, incloent dispositius basats en materials avançats, amb l’objectiu d’establir una relació entre el funcionament del dispositiu i el seu rendiment.
3) Conèixer les principals metodologies de simulació dels dispositius nanoelectrònics i saber determinar quin mètode és més adequat a cada circumstància particular.
4) Comprendre els principis de funcionament dels dispositius nanoelectrònics més importants, incloent dispositius per a biosensat, aplicacions d’alta freqüència, lògica i memòria.
Competències
- Analitzar críticament els principis de funcionament i les previsions de prestacions de dispositius electrònics operant en la nanoescala (especialitat Nanoelectrónica)
- Analitzar les solucions i els beneficis que aporten els productes de la nanotecnologia, dins de la pròpia especialitat, i comprendre?n l?origen a un nivell fonamental
- Dominar la terminologia científica i desenvolupar l'habilitat d'argumentar els resultats de la recerca en el context de la producció científica, per comprendre i interactuar eficaçment amb altres professionals.
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit
Resultats d'aprenentatge
- CA28 (Calcular el comportament de dispositius nanoelectrònics emergents mitjançant la resolució de diferents modelitzacions.) Calcular el comportament de dispositius nanoelectrònics emergents mitjançant la resolució de diferents modelitzacions.
- KA29 (Descriure l’estat actual de les tecnologies micro i nanoelectròniques i les tendències d’evolució futura de dispositius nanoelectrònics emergents.) Descriure l’estat actual de les tecnologies micro i nanoelectròniques i les tendències d’evolució futura de dispositius nanoelectrònics emergents.
- SA37 (Analitzar els principis físics de funcionament de diferents dispositius nanoelectrònics emergents, així com els seus principals avantatges i limitacions.) Analitzar els principis físics de funcionament de diferents dispositius nanoelectrònics emergents, així com els seus principals avantatges i limitacions.
Continguts
Tema 1.- Physics and simulation of nanoelectronic devices
1.1 The Road to Nanoelectronics: Over a Century of Electronic Innovation
1.2 What Is an Electron? What Is an Electronic Device?
1.3 Mechanical and Thermodynamic Considerations
1.4 Overview of Simulation Models and Theories
1.5 Example: Quantum Dots for Memory and Quantum Computing
Tema 2.- Nanoelectronic FETs
2.1 MOS structure.
2.2 Long channel MOSFETs
2.3 Short channel MOSFETs
2.4 Scaling of MOSFETs
Tema 3.- Emerging devices based on 2D materials
3.1 Graphene based devices
3.2 2D materials based semiconductor devices
Tema 4.- Advanced nanoelectronic devices for logic and memory
4.1 Storage Class memories (FeRAM,MRAM,RRAM,,....)
4.2 Memristors and Memristive Devices
4.3 Neuromorphic circuits and artificial intelligence
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Utilització d'eines de disseny assistit per ordinador | 12 | 0,48 | CA28, SA37 |
| Classes expositives | 19 | 0,76 | |
| Lectura d'articles i altres documents científics | 13 | 0,52 | |
| Treballs autònoms i preparació d'informes | 28 | 1,12 | CA28, KA29, SA37 |
Es combinaran les classes magistrals amdn la realització de treballs autònoms que inclouran la lectura de publicacions de recerca, la solució de problemes, la lectura crítica de documents i la simulació de dispositius.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Simulacio de dispositius | 40 | 0 | 0 | CA28 |
| Examen final | 45 | 3 | 0,12 | CA28, KA29, SA37 |
| Caracterització en el laboratori | 5 | 0 | 0 | CA28 |
| Resolució de problemes | 10 | 0 | 0 | CA28 |
L’avaluació de l’assignatura consistirà en:
- Examen a final de curs: 45% de la NOTA
- Pràctiques de simulació: 40% de la NOTA
- Problemes a resoldre: 10% de la NOTA
- Treball de laboratori: 5% de la NOTA
S’han d’aprovar amb un mínim de 5 totes quatre parts.
Per poder assistir a la recuperació, l’alumne ha hagut d’haver estat avaluat prèviament d’activitats d’avaluació continuada que equivalguin a 2/3 de la nota final.
Bibliografia
“Campus virtual” (https://cv.uab.cat/portada/ca/index.html) S’utilitzarà per penjar els materials de l’assignatura, així com per a finalitats de comunicació.
Bibliografia Tema 1:
Supriyo Datta, Quantum Transport: Atom to Transistor, 2nd Edition
Cambridge University Press, New York
M. Di Ventra, Electrical transport in Nanoscale Systems, Cambridge University Press, New York
D. K. Ferry, S. M. Goodnick anmd J. Bird, Transport in nanostructures, Cambrdigee University Press
J.M.Thijssen, Computational Physics, Cambridge University Press, New York
Bibliografia Tema 2:
Y. Taur and T. H. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices, Cambridge University Press, 2021.
Simon M. Sze, Kwok K. Ng,Physics of Semiconductor Devices, 3rd Edition, Wiley, 2006
R.F. Pierret, Field effect devices (1990) Dispositivos de efecto de campo (1994)
Bibliografia Tema 3:
Science and technology roadmap for graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid Systems, A. C. Ferrari et al., Nanoscale, 2015,7, 4598
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/nr/c4nr01600a#!divAbstract
Compact modeling technology for the simulation of integrated circuits based on graphene field effect transistors, F. Pasadas et al., Advanced Materials, 20200, 34 (48), 2201691
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202201691
Bibliografia Tema 4:
Rainer Waser Ed. Nanoelectronics and Information Technology.
Editorial WILEY-VCH
Advances in non-volatile memory and storage technology, Woodhead Publishing Series and Optical Mateirals-Elsevier: 64, Ed. Y. Nishi, 2014
Memristor and memristive systems, R. Stanley Williams (auth.), Ronald Tetzlaff (eds.), Springer, 2014
Recursos WEB
http://nanohub.org/ ; ITRS: http://www.itrs2.net/ ; RDS: http://irds.ieee.org/ IEDM: https://www.ieee-iedm.org/
Programari
S'utilitzarà el software BITLLES per fer simulació de dispositius (europe.uab.es/bitlles)
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Tipus de docència | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoria (màster) | 1 | Anglès | primer quadrimestre | tarda |