Instrumentação e dispositivos

1. Instrumentação e dispositivos Pedro Alpuim Departamentode Física, Universidadedo Minho MestradoemFísica – RamoFísicaAplicada, 2013 - 2014

2. Nanoelectronics: thinfilmdevicesgroup Thinfilm semiconductor devices, graphenedevices http://inl.int/working_groups/20

3. Instrumentação e Dispositivos 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 confocal Nota: as tecnologias a abordar de entre as enumeradas acima serão apenas aquelas a que houver acesso directo no ano lectivo em questão.

4. Avaliação • 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)

5. I&D: Horas de contacto • 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) 1 semestre = 15 semanas

6. Bibliografia • “Physicsof Semiconductor Devices”, S.M. Sze, K.K. Ng, 3rd Edition, J. Wiley & Sons Inc., New York (2006) • “PrinciplesofElectricalEngineeringMaterialsandDevices”, S.O. Kasap, McGraw-Hill HigherEducation, 3rd Edition, Singapore (2006) • “AnIntroduction to MicroelectromechanicalSystemsEngineering”, N. Maluf, ArtechHouse, Boston (1999) • “MOSFETS e Amplificadores Operacionais”, J.G. Vieira da Rocha, NetmoveComunicação Global, Lda, Porto (2005) • “Introduction to Nanoscience”, S. M. Lindsay, Oxford UniversityPress (2010) • “The art of electronics”, P. Horowitz, W. Hill (2nd Edition) Cambridge University Press (1989)

7. Tecnologia de Silício avançada Sala limpa de classe 100 Fotolitografia Alinhador de máscaras

8. Dispositivos para aquisição e processamento de sinal v1 vo1 _ + A1 R3 R1 R2 _ Rg + _ Esquema óptico da montagem para medição da fotocondutividade R3 Diagrama do funcionamento do amplificador síncrono seguidor de fase (lock-in) vo + vo2 A2 v2 R2 R1 Amplificador de instrumentação

9. O BJT e o MOSFET Esquema de um dispositivo NMOS SEM cross section of a MOS Transistor |SOURCE: Courtesy of Don Scansen, Semicondutcor Insights, Kanata, Ontario, Canada Polarização do BJT com fonte de corrente Curva de saída do n-FET

10. Sistemas avançados de imagem Microscópio RamanConfocal Grelha TEM coberta com grafeno suspenso Microscópio de Varrimento de Sonda de Ultra-Alto Vácuo Miscroscópio de Transmissão Electrónica de Alta Resolução (HRTEM) com correcção de aberração

11. Agradecimentos • Ao Prof. Safa Kasap por disponibilizar as transparências do curso seu livro “PrinciplesofElectricalEngineeringMaterialsandDevices” • À Prof. Fátima Cerqueirapor disponibilizar os instrumentos do laboratório de fotocondutividade Obrigado pela vossa atenção. Ficamos à vossa espera no próximo ano!