Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Materiały dla elektroniki i fotoniki
Koordynator przedmiotu:
Jerzy KRUPKA
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Elektronika
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
MAF
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zalecane jest wcześniejsze zaliczenie przedmiotów: Nanotechnologie Zaawansowane technologie mikroelektroniki i fotoniki krzemowej Podstawy nanoelektroniki i nanofotoniki
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Wykład dotyczyć będzie przedstawienia współczesnych trendów rozwoju materiałów z punktu widzenia zarówno potrzeb rozwijającej się elektroniki i fotoniki, jak i z punktu widzenia możliwości współczesnych technologii. Przedstawione zostaną materiały wykorzystane na potrzeby elektroniki małej, średniej, dużej mocy w realizacjach scalonych jak i hybrydowych, także integrowanych na podłożach ceramicznych. W zakresie materiałów fotonicznych przedstawione zostaną materiały, przyrządy i układy na potrzeby techniki diod elektroluminescencyjnych i laserów półprzewodnikowych, a także współczesnych technologii światłowodowych. Zaprezentowane zostaną także aktualne metody integracji różnych materiałów półprzewodnikowych, np. na potrzeby zintegrowanych układów fotonicznych. Ćwiczenia laboratoryjne pozwolą studentom na wytworzenie i scharakteryzowanie wybranych struktur i konstrukcji przyrządowych, łącznie z podstawowymi i nowoczesnymi technikami montażu.
Treści kształcenia:
Podłoża współczesnych układów i systemów (8 h); Materiały na podłoża pod układy i systemy (w tym monolityczne typu MEMS czy MOEMS, jak i rozproszone) na potrzeby elektroniki zintegrowanej i układów fotonicznych. Zarys wytwarzanych podłoży półprzewodnikowych (Si, SiC, InP, GaAs, dielektrycznych /szafir/ i ceramicznych /SiC, Al2O3, AlN/). Podstawowe właściwości i analiza możliwości zastosowań do wytwarzania określonych przyrządów, układów i systemów na potrzeby elektroniki i fotoniki. Współczesne technologie wytwarzania kryształów fotonicznych i światłowodów, w tym światłowodów strukturalnych (fotonicznych) i planarnych. Możliwości stosowania tych podłoży do technologii sensorycznych i mikrosystemowych. Warstwy materiałów (8 h); Metody wytwarzania warstw półprzewodnikowych i dielektrycznych. Uwarunkowania strukturalne, cieplne, mechaniczne i elektrofizyczne. Integracja warstw materiałów półprzewodnikowych na potrzeby zintegrowanych układów fotonicznych i elektronicznych. Materiały gradientowe, właściwości, przykłady aplikacji we współczesnych układach. Specjalne materiały objętościowe i warstwowe (6 h); Materiały piezoelektryczne i ferroelektryczne oraz magnetyczne, zwłaszcza na potrzeby spinotroniki. Metody wytwarzania, właściwości i obszary ich zastosowań. Materiały węglowe (diament, fulereny, nanorurki, grafen), ich wytwarzanie, właściwości i aplikacje. Kontakty omowe i prostujące: montaż i hermetyzacja (6 h); Materiały, głównie metaliczne, służące do wytwarzania przyrządów elektroniki i fotoniki (w tym kontakty przeźroczyste). Materiały montażu struktur, a także sposoby, rodzaje i możliwości zastosowania obwodów - standardowych i niestandardowych. Materiały dla fotowoltaiki w zakresie podłoży i obszarów aktywnych w tym warstwowych. Specyfika metod montażu ogniw fotowoltaicznych (w tym wykorzystania past i nanopast). Materiały na potrzeby elektroniki elastycznej w tym drukowanej, podłoża polimerowe, sposoby wytwarzania przyrządów elektroniki drukowanej. Materiały rozwojowe (2h); Trendy rozwojowe w obszarze warstw materiałów półprzewodnikowych, dielektrycznych, a także w zakresie montażu i hermetyzacji. Wpływ skalowania. Przejście do nanomateriałów na potrzeby elektroniki i fotoniki, w tym pasty i ścieżki przewodzące. Zakres ćwiczeń, laboratorium, projektu (5 ćwiczeń 3-godzinnych): 1.Wybrane elementy charakteryzacji strukturalnej i elektrofizycznej materiałów półprzewodnikowych, w tym materiałów polimerycznych i na potrzeby elektroniki wysokotemperaturowej i bardzo wysokich częstotliwości (2 ćwiczenia). 2. Charakteryzacja i określanie właściwości materiałów fotonicznych (1 ćwiczenie). 3. Współczesne metody połączeń elektrycznych i fotonicznych (1 ćwiczenie). 4. Nanomateriały w elektronice i fotonice, w tym grafen, nanorurki i kryształy fotoniczne (1 ćwiczenie).
Metody oceny:
2 kolokwia gdzie do zdobycia jest maksymalnie po 30 punktów; 5 ćwiczeń laboratoryjnych ocenianych w skali 0-5 punktów; 1 praca domowa oceniana w skali 0-15 punktów.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. „Nanotechnologie. Nanotechnologie krok po kroku”, Praca zbiorowa pod red.: R.W. Kelsall, I.W. Hamley, M. Geoghegan, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 2008. 2. „Nanostructures & Nanomaterials”, G. Cao, Imperial College Press, London, 2004. 3. „Metody doświadczalne fizyki ciała stałego”, A. Oleś, WNT, Warszawa, 1998. 4. „Fulereny”, A. Huczko, PWN, Warszawa 2000. 5. „Technologie diamentowe-diament w elektronice”, J. Szmidt, Ofic. Wyd. PW, Warszawa, 2005.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:
brak

Efekty uczenia się