Instrumentação e dispositivos
George Machado Jr., Pedro Alpuim
Departamento de Física, Universidade do Minho
Mestrado em Física – Ramo Física Aplicada, 2013 - 2014
Nanoelectronics: thin film devices group
Thin film semiconductor devices, graphene devices
http://inl.int/working_groups/20
Instrumentação e Dispositivos
Programa
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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.
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)
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
Bibliografia
• “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)
Novos materiais 2D
Graphene
h-BN
MoS2, WS2, MoSe2
Eg>5 eV
[email protected]
Nuno Peres – Fisica - UM
1<Eg<2 eV
Graphene field-effect transistors G-FET
Raman Intensity (a.u.)
No GF
GF on Au
GF channel
1500
2000
2500
Raman shift (cm-1)
Channel length 6, 12, 25 um (280)
Raman spectroscopy map at 532 nm
3000
3500
Crescimento / transferência do grafeno
Easy Tube 3000, First Nano.
Graphene CVD deposition in 100
mm quartz tube on copper
catalyst.
1020 °C, H₂:CH₄ 6:1, P = 0.5 Torr.
Cu (25 mm × 25 mm) parts
Cu (150 mm x 100 mm)
Dissolution of the copper foil in
the FeCl3 solution.
Tecnologia de Silício avançada
Sala limpa de classe 100
Fotolitografia
Optical Litografia
Corte
Transferência grafeno
Barcelona, May, 26th 2015
Slide 11/19
Sistemas avançados de imagem
Microscópio Raman Confocal
Grelha TEM coberta
com grafeno suspenso
Microscópio de
Varrimento de
Sonda de UltraAlto Vácuo
Miscroscópio de Transmissão
Electrónica de Alta Resolução (HRTEM)
com correcção de aberração
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!