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Dispositivos Nanoelectrónicos
Código: 45744Créditos: 3
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Nanociencia Aplicada: de Materiales a Dispositivos / Applied Nanoscience: From Materials to Devices | OP | 1 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Nikolaos Mavredakis
- Correo electrónico :
- nikolaos.mavredakis@uab.cat
Equipo docente
- Enrique Alberto Miranda Castellano
- Xavier Oriols Pladevall
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Es conveniente tener conocimientos básicos sobre dispositivos electrónicos.
Objetivos
1) Adquirir una visión general sobre la situación actual de la nanoelectrónica a partir principalmente del International Technology reoadmap for Semiconductors. Se incluye la comprensión de las principales barreras tecnológicas, los retos de investigación y las principales tendencias evolutivas.
2) Conocer los principales dispositivos nanoelectrónicos y los conceptos de dispositivos emergentes, incluidos dispositivos basados en materiales avanzados, con el objetivo de establecer una relación entre el funcionamiento del dispositivo y su rendimiento.
3) Conocer las principales metodologías de simulación dels dispositivos nanoelectrónicos y saber determinar cuál es el método más adecuado a cada circunstancia particular.
4) Comprender los principios de funcionamiento de los dispositivos nanoelectrónicos más importantes, incluyendo dispositivos para biosensado, aplicaciones de alta frecuencia, lógica y memoria.
Competencias
- Analizar críticamente los principios de funcionamiento y las previsiones de prestaciones de dispositivos electrónicos operando en la nanoescala (especialidad Nanoelectrónica)
- Analizar las soluciones y beneficios que aportan los productos de la nanotecnología, dentro de su especialidad, y comprender su origen a nivel fundamental
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
Resultados de aprendizaje
- CA28 (Calcular el comportamiento de dispositivos nanoelectrónicos emergentes mediante la resolución de diferentes modelizaciones.) Calcular el comportamiento de dispositivos nanoelectrónicos emergentes mediante la resolución de diferentes modelizaciones.
- KA29 (Describir el estado actual de las tecnologías micro y nanoelectrónicas y las tendencias de evolución futura de dispositivos nanoelectrónicos emergentes.) Describir el estado actual de las tecnologías micro y nanoelectrónicas y las tendencias de evolución futura de dispositivos nanoelectrónicos emergentes.
- SA37 (Analizar los principios físicos de funcionamiento de diferentes dispositivos nanoelectrónicos emergentes, así como sus principales ventajas y limitaciones.) Analizar los principios físicos de funcionamiento de diferentes dispositivos nanoelectrónicos emergentes, así como sus principales ventajas y limitaciones.
Contenidos
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
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Utilización de herramientas de diseño asistido por ordenador | 12 | 0,48 | CA28, SA37 |
| Lecciones expositivas | 19 | 0,76 | |
| Lectura de artículos y otros documentos científicos | 13 | 0,52 | |
| Trabajos autònomos y preparación de informes | 28 | 1,12 | CA28, KA29, SA37 |
Se combinarn lás clases magistrales con la realización de trabajos autónomos que incluirán la lectura de publicaciones de investigación, la solución de problemas, la lectura crítica de documentos del ITRS y la simulación de dispositivos.
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 |
|---|---|---|---|---|
| Simulación de dispositivos | 40 | 0 | 0 | CA28 |
| Examen final | 45 | 3 | 0,12 | CA28, KA29, SA37 |
| Caracterizacion en el laboratory | 5 | 0 | 0 | CA28 |
| Resolución de problemas | 10 | 0 | 0 | CA28 |
La evaluación de la asignatura consistirá en:
- Examen final de curso: 45% de la NOTA
- Prácticas de simulación: 40% de la NOTA
- Problemas a resolver: 10% de la NOTA
- Trabajo de laboratorio: 5% de la NOTA
Se deben aprobar con un mínimo de 5 las cuatro partes.
Para poder asistir a la recuperación, el alumno ha tenido que haber sido evaluado previamente de actividades de evaluación continua que equivalgan a 2/3 de la nota final.
Bibliografía
“Campus virtual” (https://cv.uab.cat/portada/ca/index.html) se utilizará para subir los materiales de la asignatura, así como para fines de comunicación
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/
Software
Se utilizarà el software BITLLES para la simulación de dispositivos (europe.uab.es/bitlles)
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 |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoría (máster) | 1 | Inglés | primer cuatrimestre | tarde |