Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Nanoelektronika, nanotechnológia

    A tantárgy angol neve: Nanoelectronics and Nanotechnology

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. június 21.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki mesterképzési szak
    Mikroelektronika és elektronikai technológia főspecializáció
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEMA00 1 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Mizsei János, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    egyetemi tanár

    EET

    Dr. Jakab László

    egyetemi tanár

    ETT

    Dr. Bonyár Attila

    egyetemi adjunktus

    ETT

    Dr. Gyulai József

    prof. emeritus

    EET

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Fizika, elektronika, mikroelektronika 

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEM251" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIEEM252" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIETM152" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIEEM251", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIEEM252", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIETM152", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célja azon új szemlélet és új leírási módszertan ismertetése, amely a a nano mérettartományhoz közelítő mikroelektronikai eszközök működésének és a mikro-megmunkálási technológiák folyamatának mélyebb megértéséhez, tervezéséhez szükséges.. Az elektronikus eszközökben és alkatrészekben a nanométeres térbeli, és a nano- ill. femtoszekundumos időbeli tartományban érvényesülő fizikai jelenségek tárgyalása alapvető fontosságú, különös tekintettel az ezeken alapuló új eszközökre és azok működési elveire.

    Az elektronikai technológia területén az alkalmazott anyagtudományi alapok nanotechnológia orientált elmélyítése, a nanométeres strukturáltság miatt fellépő különleges fizikai, kémiai anyagtulajdonságok valamint a nanométeres tartományában alkalmazható vizsgálati és megjelenítési módszerek megismertetése a cél.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Előadások tematikája:

    1. Elektronikai rendszerek előállításának fizikai, kémiai és nano-technológiai megközelítése, az előállítási folyamatok áttekintése és csoportosítása.

    2. Alkatrész és moduláramkör technológiák alapjai. Vegyület-félvezető struktúrák technológiája és alkalmazásaik: III-V és II-VI típusú vegyület-félvezetők, direkt és indirekt sávszerkezet, optikai tulajdonságok és alkalmazásuk, vegyület-félvezető multirétegek előállítása és alkalmazása.

    3. Egykristályok előállítása. Epitaxiális rétegnövesztés, oxidnövesztés, kémiai rétegleválasztás, diffúzió, ionimplantáció.

    4. Izotróp és anizotróp maratási technológiák. Térbeli szerkezetek előállítása (üregek, mikrocsatornák, membránok, csövek, tű, híd, konzol, felfüggesztett tömeg). A tömbi és felületi mikromegmunkálás technológiai változatai.

    5. Vékonyréteg technológiák alkalmazása passzív hálózatok, optikai rétegszerkezetek, és kijelzőkben való (képernyők, stb.) előállításában.

    6. A nanotechnológia alapjai. Nanocsövek, nanovezetékek, speciális multiréteg struktúrák. Nanoobjektumok létrehozása félvezetőkön. Szilárdtestek és vékonyrétegek nanomechanikai tulajdonságai. A szén allotrop módosulatai és nanotechnológia alkalmazásuk. Fémes nanoszerkezetek létrehozása és alkalmazása

    7. A méretcsökkentés következtében fellépő fizikai jelenségek, elektronikus eszközökben és áramkörökben, a másodlagos hatások (kvantumos, termikus…) erősödése és befolyása az eszközök és áramkörök jellemzőire.

    8. Speciálisan nanoelektronikához kapcsolódó eszközök és alkatrészek (méretcsökkentett MOS tranzisztorok, vákuum-mikroelektronika, egy-elektronos áramkörök, memóriacellák, spintronika, kvantumelektronika, szén nanocsöves tranzisztorok, grafén, oxid-elektronika, termikus-elektromos integrált áramkörök).

    9. Kvantumvölgyes szerkezetek és azok gyakorlati alkalmazásai (pl. LED-ek). A nanotechnológia alkalmazása a klasszikus félvezető eszközök thermal management-jében.

    10. A nanométeres mérettartományban alkalmazható különleges technológiai eljárások, a top-down és bottom-up elv, nanolitográfia, önbeállítás, önszerelés,

    11. A nanométeres tartományában alkalmazható vizsgálati és megjelenítési módszerek: pásztázó felületvizsgálati eljárások (AFM, STM, KFM, NSOM).

    12. Szimuláció fontossága a nanoelektronikában, részecske dinamika elvén működő szimulációs módszerek áttekintése.

    Gyakorlatok tematikája:

    1. Félvezető labor látogatás, valamennyi technológiai berendezés részletes megismerése.

    2. Félvezetők felületi viszonyai. A felületi potenciálgát és a felületi töltéssűrűségek kapcsolata. A felületi viszonyok különféle adalékolás és felületi állapotsűrűségek esetén.

    3. Az arányos méretcsökkentés számszerű következményei a mikroelektronikában, nanoelektronikában és a mikromechanikában. 

    4. Pásztázó szondás mérési módszerek technikáinak bemutatása, az alagútmikroszkópia és atomerő-mikroszkópia gyakorlati alapjai. AFM-es képek kiértékelése, feldolgozása (pl. szintezés, műtermék szűrés stb.)

    5. Haladó pásztázó szondás módszerek (EFM, MFM, KFM, SNOM, SCM, litográfia stb.) bemutatása.

    6. Nanoszerkezetek top-down és bottom-up előállítási módszereinek ismertetése (gőzfázisú, folyadékfázisú, szilárdfázisú eljárások, litográfia), nanoszerkezetek gyakorlati alkalmazása.

    7. A szén allotróp módosulatai valamint nanotechnológiai alkalmazási lehetőségeik: grafit, gyémánt, fullerének, nanocsövek, grafén.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) előadás, valamint egy laboratóriumi és hat tantermi gyakorlat
    10. Követelmények

    A félév során 1 db nagyzárthelyit íratunk; az aláírás megszerzéséhez ennek legalább elégséges szintű teljesítése szükséges.

     

    A vizsgaidőszakban: vizsga

    11. Pótlási lehetőségek

    A ZH a szorgalmi időszakban egyszer pótolható. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs.

    12. Konzultációs lehetőségek időpont egyeztetés alapján az oktatóknál
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Mojzes Imre, Molnár László Milán: Nanotechnológia, Műegyetem Kiadó (2007)

    Konczos Géza: Bevezetés a nanoszerkezetű anyagok világába, Elte Eötvös Kiadó (2009)

    Bharat Bhushan: Springer Handbook of Nanotechnology, Springer (2004)

    Bharat Bhushan: Handbook of Micro/Nano Tribology, CRC (1999)

    Rainer Waser: Nonoelectronics and Information Technology, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, (2005)

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    42

    Készülés előadásokra

    12

    Készülés gyakorlatokra

    10

    Készülés laborra

    0

    Készülés zárthelyire

    16

    Házi feladat elkészítése

    0

    Önálló tananyag-feldolgozás

    0

    Vizsgafelkészülés

    40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    egyetemi tanár

    EET

    Dr. Poppe András

    egyetemi docens

    EET

    Dr. Jakab László

    egyetemi tanár

    ETT

    Dr. Bonyár Attila

    egyetemi adjunktus

    ETT

    Dr. Harsányi Gábor

    egyetemi tanár

    ETT