Nanotecnologias e Nanoelectrónica

Objetivos

Dar ao aluno uma síntese das funcionalidades de estruturas micro e nanofabricadas utilizando materiais semicondutores, orgânicos e magnéticos, e desafios tecnológicos para integração em dispositivos funcionais. Identificar os princípios físicos de funcionamento de componentes nanoelectrónicos actuais assim como de tecnologias emergentes. Explorar conceitos baseados em nanopartículas (pontos quânticos, partículas magnéticas) e nanotubos de carbono, e sua manipulação em chip. Aplicação de nanodispositivos à biologia: plataformas de reconhecimento biomolecular e neuroelectrónica.

Programa

1. Materiais semicondutores (3D): Heteroestruturas e tecnologia CMOS. 2- Tecnologias após-CMOS: semicondutores 2D e 1D. Pontos quânticos semicondutores. 3- Electrónica orgânica e cristais líquidos: princípios de funcionamento e avanços tecnológicos. 4- Spintrónica: princípios de funcionamento e avanços tecnológicos. Ferromagnetismo nos metais de transição e terras raras. Ressonância magnética (RMN). Filmes finos e heteroestruturas magnéticas 5- Dispositivos ópticos e nanofotónica. Materiais, princípios de funcionamento e avanços tecnológicos. 6- Manipulação de nanopartículas usando campos eléctricos e/ou magnéticos. Aplicação em bioengenharia. Pinças ópticas e magnéticas. 7- Neuroelectrónica. Transmissão de informação no neurónio. Interface neurónio-chip. Micro e nano-electrodos para implantes transcraneanos. Dispositivos memresistivos e computação neuromórfica. 8- Introdução às tecnologias de informação quântica. Princípios de funcionamento e avanços tecnológicos.

Pré Requisitos

Os alunos deverão ter conhecimentos de Física de Estado sólido e básicos de Electrónica. Será vantajoso saber fazer cálculos numéricos (eg. MatLab, Mathematica)

Competências Transversais

Desenvolvimento de pensamento crítico (aplicado na análise da arquitectura do dispositivo, para a apresentação oral) e estratégias de resolução de problemas (aplicadas à resolução das séries de problemas) Desenvolvimento de competências interpessoais nas componentes de avaliação (envolvendo discussão oral, relatório escrito e trabalho de equipa). Utilização de ferramentas multimedia (para fazer a apresentação oral, e para resolver os trabalhos de casa) Desenvolvimento de princípios deontológicos (ex. apresentar as referências bibliográficas na pesquisa feita para a apresentação oral) assim como estratégias adequadas de procura e gestão de informação. 30% das componentes de avaliação.

Componente de Programação

Alguns dos problemas envolvem cálculos numéricos. Componente de computação: 10%.

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.