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Mestrado em Física – Ramo Física Aplicada, 2013 - 2014
Instrumentação e dispositivos
Pedro Alpuim
Departamento de Física, Universidade do Minho
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Nanoelectronics: thin film devices group
http://inl.int/working_groups/20
Thin film semiconductor devices, graphene devices
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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
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• 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
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• 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
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• “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
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Tecnologia de Silício avançadaSala limpa de classe 100
Alinhador de máscaras
Fotolitografia
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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
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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
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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
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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!