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Nanotecnologias, Micro e Nanofabricação

Código: FIS4032     Sigla: FIS4032     Nível: 400

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Física

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável: Mestrado em Engenharia Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
M:EF 0 Plano Oficial a partir de 2021_M:EF 1 - 6 40 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Paulo Vicente da Silva Marques Regente

Docência - Horas

Teorico-Prática: 1,71
Práticas Laboratoriais: 1,14
Tipo Docente Turmas Horas
Teorico-Prática Totais 1 1,714
André Miguel Trindade Pereira 1,714
Práticas Laboratoriais Totais 3 3,429
Paulo Vicente da Silva Marques 1,143

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

-Importancia das nanotecnologias emergentes

-Relação entre redução do tamanho físico e a m odificação das propriedades físicas

-Propriedades físicas de nanoestruturas: mecânicas; electrónicas; ópticas e magné ticas

-Aplicações de nanomateriais e dispositivos.

-Saber responder a questões qualitativas e qu antitativas sobre salas limpas e técnicas de micro e nanofabricação

-Efetuar a conceção e planeamento de experiências.

-Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise c rítica de artigos, expressão oral e escrita.

-Desenvolver miniprojectos bem definidos

Competências Principais:

-aplicar conhecimentos de matemática, ciências e engenharia;

-conceção, condução de experiências, análise e interpretação de dados;

-trabalhar em equipas multidisciplinares;

-identificar, formular e resolver problemas de engenharia;

-identificar processos ou sistemas materiais para atingir d eterminadas especificações; técnicas modernas e ferramentas de física/engenharia; aptidões de apresentação e comunicação

Resultados de aprendizagem e competências

Proporcionar formação avançada em nanociências e nanotecnologia que permita que os estudantes aprendam os principais conceitos.

O programa inclui uma parte teórico prática que incide numa introdução às propriedades à nanoescala, seguida da aprendizagem de um conjunto de técnicas de análise e tecnologias de micro/nanofabricação por técnicas de deposição ou litografia. É esperado que os alunos se familiarizem com as metodologias sobre a micro/nanofabricação. Na parte final da unidade curricular serão apresentados vários princípios de funcionamento de dispositivos, tecnologias e/ou sensores.

É complementado pela realização das experiências propostas, definidas após as primeiras aulas teórico-práticas e a leitura de artigos ou documentos técnicos fornecidos no início da unidade curricular, estimulando-se a procura de informação adicional para colmatar deficiências de formação. No final deverão elaborar um relatório que descreva uma das experiências e fazer apresentação oral do mesmo.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

TP

1. I ntrodução

2. tecnicas de deposição filmes finos: PLD, IBD, Sputtering, Evaporação, CVD, ALD.

3. Micro/nanofabricação: litografia Otica, por electrões, Raios-X e Iões, Etching techn iques: wet and dry methods

4 Propriedades Fisicas I: MEMS, NEMS, Propriedades mecânicas microestructuras, Dispositivos e aplicações

5 Propriedades Fisicas II: Electricas e oticas, Quantum wells/wires/dots, efeitos de tamanho e confinamento.

PL

1. C araterísticas gerais e especificações de salas limpas.

2. Fabricação de filmes finos por técnicas de evaporação F isica.

3. Microlitografia: produção de máscaras por litografia de contac to e escrita direta a laser.

4. Microestruturação em plasma reativo (“dry-etching”). Micromaquinação de silício em so lução (“wet etching”).

5. Técnicas de caraterização: ótica e perfilometria.

6. “Wire bonding”.

7. Fabricação de um microdispositivo funcional

Bibliografia Obrigatória

Lindsay S.M; An Introduction to Nanotechnology, Oxford, 2019
Sami Franssila; Introduction to microfabrication. ISBN: 978-0470-74983-8
Sarangan A; Nanofabrication: Principles to Laboratory Practice, CRC Press, 2016
Hari Singh Nalwa; Nanostructured materials and nanotechnology. ISBN: 0-12-513920-9
Charles P. Poole Jr.; Introduction to nanotechnology. ISBN: 0-471-07935-9
Zheng Cui; Micro-nanofabrication. ISBN: 7-04-017663-7
K, Oura, V. G. Lifshits, A. A. Saranin, A. V. Zotov and M. Katayama; Surface Science: An Introduction, Springer, 2003
Bharat, Bhushan; Springer handbook of nanotechnology. ISBN: 3-540-01218-4
C. Dupas; Nanoscience. ISBN: 3-540-28616-0
Marc J. Madou; Fundamentals of microfabrication. ISBN: 0-8493-0826-7
P. Rai-Choudhury; Handbook of microlithography, micromachining, and microfabrication. ISBN: 0-8194-2378-5 Vol. 1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teorico-práticas

Apresentação do conteúdo programático utilizando meios multimédia; tópicos especializados serão apresentados em palestras por convidados.

O principio básico das aulas será mais baseado numa discussão entre alunos e docente.

Práticas Laboratoriais:

O ensino desta unidade curricular é baseado na resolução de problemas. Os estudantes, baseados nos conhecimentos técnicos adquiridos através de artigos científicos e ou documentos fornecidos, planeiam a experiência a efetuar, apoiados pelo docente. O docente apoiará ainda os estudantes na realização da experiência e na análise crítica dos resultados.

Deverá ainda debater com os estudantes os resultados mais relevantes e que deverão ser alvo de uma análise mais detalhada.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 50,00
Prova oral 20,00
Trabalho escrito 30,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 122,00
Frequência das aulas 40,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Os estudantes deverão marcar presença em pelo menos 2/3 das aulas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota Final:0,5*Exame+0,3*Ensaio+0,2*apresentação oral (Ensaio)
É necessário que a nota parcial de exame e Ensaio seja superior a 7/20 valores

Melhoria de classificação

A nota final pode ser melhorada através da melhoria da componente "Exame final".

Observações

Júri:
Paulo Marques
André Pereira
João ventura
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