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Mestrado em Física – Ramo Física Aplicada, 2013 - 2014
Instrumentação e dispositivos
Pedro Alpuim
Departamento de Física, Universidade do Minho
Nanoelectronics: thin film devices group
http://inl.int/working_groups/20
Thin film semiconductor devices, graphene devices
Programa ________________________________________Parte A (Módulo A)Tecnologia de Silício avançada:
(i) Integração; (ii) Litografia; (iii) Gravação a seco; (iv) Oxidação e difusão; (v) Metalização; (vi) Deposição de filmes finos; (vii) Micromaquinação em volume e de superfície.
Parte B (Módulo B)
Dispositivos para aquisição e processamento de sinal:
(i) Díodos e transístores bipolares; (ii) O MOSFET e a tecnologia CMOS; (iii) Amplificadores operacionais; (iv) Transdutores (PMT, CCD, outros); (ii) Conversão analogica-digital de sinal: ADC/DAC; (iii) Controlo de sistemas e processos; (iv) Técnicas de detecção síncrona (modulação e detecção de sinais – amplificador Lock-in)
Parte C (Módulo C)
Sistemas avançados de imagem:
(i) Microscopia electrónica de varrimento (SEM); (ii) Miscroscopia de transmissão electrónica (TEM); (iii) Microscopias de sonda de varrimento (SPM); (iv) Microscopia confocalNota: as tecnologias a abordar de entre as enumeradas acima serão apenas aquelas a que houver acesso directo no ano lectivo em questão.
Instrumentação e Dispositivos
• Elaboração de relatórios detalhados das actividades experimentais;
• Elaboração de protocolos de funcionamento de sistemas para medições específicas;
• Apresentação e discussão oral, individual, de artigos científicos onde seja relevante a utilização do equipamento em estudo;
• Resolução de problemas (t.p.c.)
• Assiduidade às aulas (número máximo de faltas regulamentar)
Avaliação
• OT Orientação Tutorial 10 h semestrais
• PL Práticas Laboratoriais 20 h
• T Teóricas 35 h
• S Seminário 10 h
• Trabalho autónomo: 135 Horas (9 h por semana)
I&D: Horas de contacto
1 semestre = 15 semanas
• “Physics of Semiconductor Devices”, S.M. Sze, K.K. Ng, 3rd Edition, J. Wiley & Sons Inc., New York (2006)
• “Principles of Electrical Engineering Materials and Devices”, S.O. Kasap, McGraw-Hill Higher Education, 3rd Edition, Singapore (2006)
• “An Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering”, N. Maluf, Artech House, Boston (1999)
• “MOSFETS e Amplificadores Operacionais”, J.G. Vieira da Rocha, Netmove Comunicação Global, Lda, Porto (2005)
• “Introduction to Nanoscience”, S. M. Lindsay, Oxford University Press (2010)
• “The art of electronics”, P. Horowitz, W. Hill (2nd Edition) Cambridge University Press (1989)
Bibliografia
Tecnologia de Silício avançadaSala limpa de classe 100
Alinhador de máscaras
Fotolitografia
Dispositivos para aquisição e processamento de sinal
_
+
vo1
_+
v2
_
+
R2
vo
R1
R2R1
R3
R3
Rg
vo2
v1
A1
A2
Amplificador de instrumentação
Diagrama do funcionamento do amplificador síncrono seguidor de fase (lock-in)
Esquema óptico da montagem para medição da fotocondutividade
SEM cross section of a MOS Transistor|SOURCE: Courtesy of Don Scansen, Semicondutcor Insights, Kanata, Ontario, Canada
O BJT e o MOSFET
Esquema de um dispositivo NMOS
Curva de saída do n-FET Polarização do BJT com fonte de corrente
Sistemas avançados de imagem
Microscópio Raman Confocal
Miscroscópio de Transmissão Electrónica de Alta Resolução (HRTEM) com correcção de aberração
Microscópio de Varrimento de Sonda de Ultra-Alto Vácuo
Grelha TEM coberta com grafeno suspenso
Agradecimentos
• Ao Prof. Safa Kasap por disponibilizar as transparências do curso seu livro “Principles of Electrical Engineering Materials and Devices”
• À Prof. Fátima Cerqueira por disponibilizar os instrumentos do laboratório de fotocondutividade
Obrigado pela vossa atenção.Ficamos à vossa espera no próximo ano!