Nanotecnologias, Micro e Nanofabricação

Código:

FIS4032

Sigla:

FIS4032

Nível:

400

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2024/2025 - 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	43	Plano Oficial a partir de 2021_M:EF.	1	-	6	40	162
M:F	3	Plano de Estudos Oficial.	1	-	6	40	162
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Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

-Importancia da nanotecnologia;

-Relação entre redução do tamanho e modificação das propriedades físicas;

-Técnicas de micro e nano fabricação;

-Aplicações de nanomateriais e dispositivos;

-Saber responder a questões qualitativas e quantitativas sobre salas limpas e técnicas de micro e nanofabricação;

-Efetuar a conceção e planeamento de experiências e projetos;

-Conduzir pesquisas de literatura, incluindo análise crítica de artigos, expressão oral e escrita;

-Desenvolver mini-projectos 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 determinadas especificações;

-Desenvolver aptidões de apresentação e comunicação.

Resultados de aprendizagem e competências

Proporcionar formação avançada nos principais conceitos em nanociências e nanotecnologia.

O programa inclui uma parte teórico-prática que incide na introdução às propriedades à nanoescala, seguida da aprendizagem de um conjunto de técnicas e tecnologias de micro/nanofabricação por deposição de filmes finos 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.

Esta parte é complementada pela realização das experiências propostas nas aulas práticas laboratoriais, leitura de artigos ou documentos técnicos e desenvolvimentos de mini-projetos, estimulando-se a procura de informação adicional para complementar a formação dada. No final deverão elaborar um relatório que descreva a componente experimental e fazer apresentação oral de um trabalho.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

TP

1. Introdução

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

3. Micro/nanofabricação: litografia otica, por electrões, iões e raios-X; Técnicas de erosão (molhadas ne secas).

4. Propriedades Físicas I: MEMS, NEMS, dispositivos e aplicações.

5. Propriedades Físicas II: elétricas e óticas, poços/fios/pontos quânticos, efeitos de confinamento.

PL

1. Caraterísticas gerais e especificações de salas limpas.

2. Fabricação de filmes finos por técnicas de evaporação.

3. Microlitografia: produção de máscaras por escrita direta a laser.

4. Técnicas de caraterização: ótica e perfilometria.

5. Fabricação de um microdispositivo funcional

Bibliografia Obrigatória

Hari Singh Nalwa; Nanostructured materials and nanotechnology. ISBN: 0-12-513920-9
James D. Plummer, Peter B. Griffin; Integrated Circuit Fabrication Science and Technology. ISBN: 9781009303583
Sami Franssila; Introduction to microfabrication. ISBN: 978-0470-74983-8
Marc J. Madou; Fundamentals of microfabrication. ISBN: 0-8493-0826-7
Zheng Cui; Micro-nanofabrication. ISBN: 7-04-017663-7
P. Rai-Choudhury; Handbook of microlithography, micromachining, and microfabrication. ISBN: 0-8194-2378-5 Vol. 1

Bibliografia Complementar

Lindsay S.M; An Introduction to Nanotechnology, Oxford, 2019
Sarangan A; Nanofabrication: Principles to Laboratory Practice, CRC Press, 2016

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.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Prova oral	25,00
Trabalho escrito	25,00
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 práticas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota Final:0,5*Exame+0,25*Relatorio+0,25*Apresentação oral.

É necessário que a nota parcial de exame seja superior a 7/20 valores.

Melhoria de classificação

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

Observações

Júri:
João Ventura
Paulo Marques