ΣΧΟΛΗ

Πολυτεχνική

ΤΜΗΜΑ

ΗΜΤΥ

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

Προπτυχιακό

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ECE_ΓΚ810

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

8

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Νανοηλεκτρονική

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Διαλέξεις

3

5

Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδα-κτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4.

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

Επιστημονικής Περιοχής

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Σύγχρονη Φυσική, Εφαρμοσμένη Φυσική, Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι ,  Ηλεκτρικά Κυκλώματα ΙΙ, Ηλεκτρικά και Ηλεκτρονικά Υλικά,  Μικροηλεκτρονικές Διατάξεις και Κυκλώματα

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

Ελληνική

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

Σε φοιτητές ERASMUS το μάθημα προσφέρεται στην  Αγγλική Γλώσσα.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·    Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·    Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης

και Παράρτημα Β

·    Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

Οι  φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος :

·       Γνωρίζουν τα διαδοχικά βήματα και τις χημικές διεργασίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των ωμικών επαφών μιας ηλεκτρονικής διάταξης. Κατανοούν τι είναι το lift-off και ποιες είναι οι προϋποθέσεις ενός επιτυχημένου lift-off.

·       Γνωρίζουν πως κατασκευάζονται αγώγιμοι δίαυλοι μεταξύ των ωμικών επαφών μιας ηλεκτρονικής διάταξης με τεχνικές όπως η οπτική λιθογραφία και η υγρή χημική εγχάραξη.

·       Κατανοούν τις διαφορές μεταξύ της ισοτροπικής, ανισοτροπικής και επιλεκτικής χημικής εγχάραξης.

·       Κατανοούν τις τεχνικές διαμόρφωσης των επιφανειών ηλεκτρονικών διατάξεων.

·       Γνωρίζουν να εφαρμόζουν την τεχνική των δομικών και θυσιαζόμενων υλικών για να κατασκευάσουν μία μικρογέφυρα.

·       Κατανοούν τις διαφορετικές τεχνικές ελεγχόμενης εγχάραξης.  

·       Kατανοούν τις διαφορετικές μεθόδους κατασκευής μίας πύλης σχήματος Τ με μήκος μικρότερο των 100 νανομέτρων με bilayer ή trilayer resists.

·       Μπορούν να περιγράψουν λεπτομερώς πως εφαρμόζεται η μέθοδος της αυτό-ευθυγράμμισης για την κατασκευή MOSFETs, MESFETs και MODFETs της Νανοηλεκτρονικής.

·        Γνωρίζουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της Οπτικής Λιθογραφίας, της Λιθογραφίας με Δέσμη Ηλεκτρονίων και της Λιθογραφίας Νανοεκτύπωσης.

·       Κατανοούν και μπορούν να σχεδιάσουν αναλυτικά ένα III-V HEMT που λειτουργεί σε πολύ υψηλές συχνότητες.

·        Γνωρίζουν τι είναι η μηχανική των ενεργειακών ζωνών και μπορούν να σχεδιάζουν III-V HEMTs με ετεροεπαφές Τύπου-Ι (straddling), Τύπου-ΙΙ (staggered) και Τύπου-ΙΙ (broken-gap lineup).

·       Γνωρίζουν τι είναι το modulation doping  και τι είναι το δ-doping.

·       Γνωρίζουν να εφαρμόζουν τους νόμους της κβαντομηχανικής σε συστήματα δύο-διαστάσεων, σε κβαντικά σύρματα και σε νανοτρανζίστορς μίας διάστασης.

·       Γνωρίζουν να αποδεικνύουν και να εφαρμόζουν τον τύπο του Landauer.

·       Γνωρίζουν τι είναι η κβαντική βαλλιστική μεταφορά των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας ενός νανοτρανζίστορ και η κβάντωση της αντίστασης.

Ειδικότερα οι φοιτητές μέσω των διαλέξεων του μαθήματος αποκτούν γνώσεις στις σύγχρονες μεθόδους κατασκευής της Νανοηλεκτρονικής και στην κατανόηση των φαινομένων της βαλλιστικής κβαντικής μεταφοράς των φορέων αγωγιμότητας σε διατάξεις και κυκλώματα με διαστάσεις νανομέτρων. Επίσης διδάσκονται να εφαρμόζουν τον τύπο του Landauer και να υπολογίζουν το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει ένα νανοτρανζίστορ καθώς και την κβάντωση της αντίστασης.

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Μετά την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του  μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν αποκτήσει τις γνώσεις  και θα μπορούν να σχεδιάζουν  λεπτομερώς τα βήματα κατασκευής κύριων ηλεκτρονικών διατάξεων όπως τρανζίστορς υψηλών συχνοτήτων, νανοτρανζίστορς, διόδων εκπομπής φωτός και σύγχρονων ηλιακών κυττάρων.

Θα έχουν εξοικειωθεί με σύγχρονες μεθόδους που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ηλεκτρονικών διατάξεων της Μικροηλεκτρονικής και της Νανοηλεκτρονικής όπως η μέθοδος των δομικών και θυσιαζόμενων υλικών, της ελεγχόμενης χημικής εγχάραξης υλικών και της διαμόρφωσης της επιφάνειας ηλεκτρονικών διατάξεων.

Θα έχουν αποκτήσει γνώσεις της κβαντικής συμπεριφοράς των ηλεκτρονικών διατάξεων σε νανομετρική κλίμακα και της βαλλιστικής κίνησης των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας.

Θα μπορούν να εφαρμόζουν τον τύπο του Landauer για να περιγράφουν ποσοτικά το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει μία διάταξη και την κβάντωση της αντίστασης.

ECE_Γ808, Νανοηλεκτρονική, Διδάσκων: Σκούρας, Ορισμός και αντιπροσωπευτικές διατάξεις της Νανοηλεκτρονικής, Οπτική Λιθογραφία, Λιθογραφία Δέσμης Ηλεκτρονίων, Κατασκευή Ωμικών Επαφών, Lift-off, Ταχεία Θερμική Ανόπτηση (RTA), Υγρή και Ξηρή εγχάραξη, Ισοτροπική και Ανισοτροπική Εγχάραξη, Κατασκευή Αγώγιμων Διαύλων Ηλεκτρονικών Διατάξεων, Ανάστροφες Πυραμίδες και V-grooves, Τεχνικές Διαμόρφωσης της Επιφάνειας Ηλεκτρονικών Διατάξεων, Επιφανειακά Υπερπλέγματα Πυλών (LSSLs), Τεχνικές Ελεγχόμενης Εγχάραξης (Etch stop), Lasers Κβαντικών Φρεάτων και Κβαντικών Τελειών, Μέθοδος Δομικών και Θυσιαζόμενων Υλικών, Μικρογέφυρες, Ανακλαστήρες, Ετεροεπαφές Συστημάτων Τύπου-Ι, Τύπου-ΙΙ και Τύπου-ΙΙΙ, Κατασκευή MOSFETs και  MODFETs με την Μέθοδο της Αυτο-ευθυγράμμισης, Μέθοδοι Κατασκευής Πυλών Τ (T-gates), Παρασιτικές Αντιστάσεις και Χωρητικότητες, Φαινόμενα Παράλληλης Μεταφοράς σε HEMTs, Κατασκευή και ιδιότητες των FINFETs, Τεχνολογίες των 22 nm και 14 nm, Βαλλιστικά FETs, Τρανζίστορς ενός Ηλεκτρονίου, Coulomb Blockade, Κατασκευή FETs με Λιθογραφία Νανοεκτύπωσης, Φαινόμενα Κβαντικής Μεταφοράς της Ύλης, Φαινόμενα Σήραγγος, Resonant Tunneling Devices, Ηλιακά Κύτταρα Ενδιάμεσης Ενεργειακής Ζώνης, EWT ηλιακά κύτταρα, Κατασκευή και Λειτουργία Νανοφωτονικών Διατάξεων.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Πρόσωπο με πρόσωπο

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

Αναζήτηση στο διαδίκτυο αναλυτικών και αριθμητικών μεθόδων  για την λύση των ασκήσεων.

Προβολή ψηφιακών φωτογραφιών σύγχρονων  ηλεκτρονικών διατάξεων της Νανοηλεκτρονικής από μικροσκόπια ατομικής δύναμης και  ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης και  φαινομένου σήρραγος.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Η γλώσσα αξιολόγησης των φοιτητών γίνεται στην Ελληνική (με δυνατότητα να δίδεται και στην Αγγλική) με μια γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου η οποία καθορίζει το 100% του τελικού βαθμού. Η εξέταση αυτή απαιτεί την απάντηση σε ερωτήσεις σύγχρονων μεθόδων κατασκευής διατάξεων και κυκλωμάτων και εφαρμογής μεθόδων της κβαντομηχανικής για τον ηλεκτρικό χαρακτηρισμό λειτουργικών διατάξεων της Νανοηλεκτρονικής και επίλυση προβλημάτων.

Επίσης  στο μέλλον θα συνυπολογίζεται στον τελικό βαθμό η επίδοση των φοιτητών στην λύση των ασκήσεων που θα δίδονται σε τρία διαφορετικά φυλλάδια κατανεμημένα χρονικά στην διάρκεια του εξαμήνου. Οι τρείς εργασίες θα έχουν μέγιστη συνεισφορά 20% στον τελικό βαθμό. Σε αυτή την περίπτωση η γραπτή εξέταση θα καθορίζει το 80% του τελικού βαθμού.

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

·        Αρχές Νανοηλεκτρονικής, George W. Hanson, Εκδόσεις Τζιόλα (Τίτλος Πρωτοτύπου Fundamentals of Nanoelectronics – Copyright 2008 Pearson Education, Inc. – Copyright 2009 Εκδόσεις Τζιόλα – ISBN:978-960-418-165-0)

·        Nanotechnology, An Introduction to Nanostructuring Techniques, Michael Kohler, Wolfgang Fritzsche, Wiley-VCH, ISBN:3-527-30750-8

·          

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

·        Physical Review Letters και Physical Review B

·        Applied Physics Letters