Szczegółowa informacja o przedmiocie

Wersja przedmiotu

Kod przedmiotu:NIN
Nr wersji:1
Nazwa:Nanostruktury i nanosystemy
JD:3
ECTS:4
JK:15
Zaliczanie:B
Ocenianie:5
Semestr wprowadzenia:08Z
Osoba odpowiedzialna:prof. dr hab. Jan Szmidt
Opis:II stopień ( PZ-EIK, PZ-E)

Wymiary

Typ zajęćWymiar
W2
L1

Poprzedniki

Typ poprzedzaniaNr poprzednikaPrzedmiot poprzedzającyNazwa
W1NANNanotechnologie

Przedmioty podobne

---

Ostatnie realizacje

SemestrRealizacjaProwadzącyInstytutLiczba miejsc
18ZAprof. dr hab. Jan SzmidtMO30

Przynależność do klas tematycznych i programowych

KlasaNazwaTyp klasy
OTPrzedmioty obieralne techniczneProgramowa
PZPrzedmioty zaawansowane techniczneProgramowa
PZ-EPrzedmioty zaawansowane - ElektronikaProgramowa
PZ-EIKPrzedmioty zaawansowane specjalności EIKProgramowa

Konspekt

StreszczenieWykład składa się z kilku bloków tematycznych omawiających różne obszary nanoelektroniki. Na wstępie dyskutowane są ograniczenia nanoelektroniki oraz propozycje ich przezwyciężenia. W dalszej kolejności prezentowana jest problematyka (charakterystyki i aplikacje) związana z nanomateriałami, a także różnymi postulowanymi realizacjami struktur oraz przyrządów nanoelektronicznych, jak heterostruktury, przyrządy na bazie nanorurek, nanodrutów itp., struktury nanofotoniczne, spintroniczne i elektroniki molekularnej. Osobno omawiane są możliwości ich integracji w ramach nanosystemów.
Treść wykładu
  • Przyrządy półprzewodnikowe. 4h

    Rozwój mikroelektroniki, granice i bariery. Skalowanie konstrukcji przyrządów. Ograniczenia konstrukcyjno-technologiczne i fundamentalne. Efekty bardzo wielkiej skali integracji. Nanowymiarowe konstrukcje przyrządowe.
  • Heterostruktury. 4h

    Heterozłącze. Rozwój. Opis zjawisk i konstrukcji. Technologia wytwarzania heterozłączy. Lasery heterozłączowe. Inżynieria przerwy energetycznej (pasma zabronionego). Przykłady nanostruktur heterozłączowych w fotonice i nanoelektronice. Kierunki i granice rozwoju. Bariery technologiczne.
  • Nanomateriały na potrzeby nanostruktur. 4h

    Pojęcie nanomateriałów Wpływ rozmiarów geometrycznych i struktury materiału na jego własności fizyczne, chemiczne i elektrofizyczne. Technologie syntezy nanomateriałów. Przykłady zastosowań nanomateriałów w technice, a w szczególności w elektronice. Materiały funkcjonalne i metamateriały.
  • Fulereny. 2h

    Pojęcie fulerenu. Charakterystyka fizyczna, chemiczna i elektronowa. Rodzaje fulerenów i budowa. Technologia - wytwarzanie, synteza. Rozwój badań i perspektywy funkcjonalizacji fulerenów. Przykłady zastosowań w technice i bioinżynierii.
  • Nanorurki i nanodruty. 2h

    Pojęcia nanorurki i nanodrutu. Budowa, rodzaje i własności. Technologia - wytwarzanie, synteza. Struktury na bazie nanorurek i nanodrutów. Aplikacje - stan obecny i perspektywy.
  • Nanosystemy. 2h

    Konstrukcje fotonowe i elektronowe w sensoryce nanowymiarowej. Nanonapędy, nanopamięci mechaniczne i nanoroboty w technice oraz biotechnologii.
  • Przyrządy nanofotoniki. 4h

    Kryształy fotoniczne - struktura pasmowa. Przyrządy pasywne (falowody, sprzęgacze, filtry). Przyrządy aktywne (źródła promieniowania koherentnego, włókna fotoniczne). Stan obecny i perspektywy rozwoju.
  • Elementy nanospintroniki. 6h

    Wprowadzenie. Technologia i konstrukcja pamięci magnetycznych. Zapis i odtwarzanie informacji. Technologia i konstrukcja twardych dysków magnetycznych. Nanospintronika i jej możliwości - stan obecny i perspektywy rozwoju.
  • Przyrządy molekularne. 2h

    Filozofia budowy nanoprzyrządów "z dołu do góry" (bottom-up). Molekularne moduły konstrukcyjne, systemy supramolekularne, nanostruktury - budowa, własności, funkcjonalizacja. Przełączniki, pamięci i logiczne bramki molekularne. Struktury molekularne w ciele stałym. Stan obecny i perspektywy rozwoju.
Warunki zaliczenia
  • Przedmiot obejmuje 2 dwugodzinne wykłady wprowadzający i podsumowujący oraz 13 dwugodzinnych wykładów kursowych (łącznie 30 godzin) tworzących tematyczne bloki 2 lub 3-wykładowe (czyli odpowiednio 4 lub 6-godzinne) oraz 5 trzygodzinnych ćwiczeń (łącznie 15 godzin).
  • W trakcie semestru w terminach wykładów na zakończenie każdego z bloków tematycznych zostaną przeprowadzone 10-minutowe testy z zakresu wykładów poprzedzających dany sprawdzian. Podczas testów nie wolno korzystać z jakichkolwiek materiałów pomocniczych. Terminy sprawdzianów podawane będą przez prelegentów prowadzących dany blok tematyczny na ich pierwszym wykładzie.
  • Poszczególne testy oceniane będą w skali 0-4 lub 0-6 punktów, w zależności od tego, ile godzin wykładowych liczy dany blok tematyczny, nie mniej zawsze maksymalna możliwa do uzyskania liczba punktów z testów wynosi 26 (2x13). Oceny uzyskane ze sprawdzianów studenci poznają na następnych zajęciach.
  • Każde z ćwiczeń oceniane będzie w skali 0-5 punktów, zatem maksymalna możliwa do uzyskania z ćwiczeń liczba punktów wynosi 20.
  • Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest równoczesne spełnienie następujących warunków:
- uzyskanie z testów wykładowych minimum 13 punktów,
- uzyskanie z ćwiczeń minimum 10 punktów, przy wykonaniu i zaliczeniu co najmniej 4 z 5 ćwiczeń.
  • W przypadkach: nieobecności na zajęciach, uzyskania małej liczy punktów ze sprawdzianów bądź nie zaliczenia ćwiczenia:
- testy mogą być pisane w innym terminie pod warunkiem wyrażenia na to zgody przez prowadzącego dany wykładowy blok tematyczny oraz w terminie przezeń wyznaczonym (poprawa jest konieczna przy uzyskaniu z testów łącznie mniej niż 13 punktów),
- ćwiczenia mogą być poprawione tylko przy dostępności stanowisk laboratoryjnych i istnienia terminu właściwego dla innej grupy.

  • Ocena zaliczająca przedmiot będzie wystawiona na podstawie sumy punktów uzyskanych z kolokwiów i projektu według algorytmu:
punkty z zakresu 40 - 46 ocena 5
punkty z zakresu 36 - 40< ocena 4,5
punkty z zakresu 32 - 36< ocena 4
punkty z zakresu 28 - 32< ocena 3,5
punkty z zakresu 24 - 28< ocena 3
punkty z zakresu 0 - 23< ocena 2 (brak zaliczenia)

Od wszelkich decyzji związanych z zaliczaniem kolokwiów i projektu przysługuje studentom odwołanie do Kierownika przedmiotu.

Literatura
  1. "Springer Handbook of Nanotechnology", B. Bhushan (ed.), Springer-Verlag, Heidelberg (2004).
  2. Thomas Heinzel, "Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures", Wiley-VCH GmbH & Co. KgaA, Weinheim (2003).
  3. V. Balzani, M. Venturi, A. Credi, "Molecular Devices and Machines", Wiley-VCH GmbH & Co. KgaA, Weinheim (2003).
  4. W. Przygocki, A. Włochowicz, "Fulereny i nanorurki", WNT Warszawa (2001).
  5. A. Huczko, "Nanorurki węglowe", Wyd. Nauk. PWN, Warszawa (2001).
  6. A. Huczko, "Fulereny", Wyd. Nauk. PWN, Warszawa (2000).
  7. Wskazane artykuły przeglądowe.