Questo insegnamento, collocato al II semestre del I anno della Laurea Magistrale in Nanotechnologies for ICTs (percorso in sede), intende fornire le basi teoriche relative a materiali, tecnologie e metodi di design per la realizzazione di micro e nanostrutture, micro e nano sistemi, MEMS e NEMS (micro/nano-electro-mechanical systems) per una vasta gamma di applicazioni con particolare riferimento alle applicazioni nel settore delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione (ICT).
Il ruolo dell'insegnamento è essenziale nello sviluppo della figura professionale dell'ingegnere in nanotecnologie e elettronico, in quanto in esso vengono fornite gli strumenti per la comprensione dei successivi insegnamenti della Laurea Magistrale.
Il corso è suddiviso in due parti: nella prima agli studenti vengono fornite le basi per la comprensione delle tecnologie per la realizzazione di micro e nanosistemi, la scelta dei materiali e viene data una panoramica di esempi delle principali applicazioni di micro e nanodispositivi. Nella seconda parte vengono introdotti gli strumenti per la progettazione dei micro sistemi e vengono dati elementi per la loro applicazioni in connessione con circuiti elettronici.

- Conoscenza del comportamento dei materiali tipici delle micro e nanotecnologie.
- Conoscenza delle tecnologie base per la realizzazione di micro e nanostrutture.
- Conoscenza dei materiali e delle tecnologie per la realizzazione di micro e nano sistemi, MEMS e NEMS.
- Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la realizzazione di micro e nano strutture, micro e nanosistemi.
- Conoscenza approfondita delle metodologie base per la progettazione di microsistemi.
- Capacità di progettare i principali componenti di microsistemi.
- Conoscenza approfondita delle metodologie per l'integrazione di MEMS e NEMS con circuiti elettronici, unitamente alla progettazione congiunta (co-design) con circuiti elettronici.

- Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica ondulatoria, elementi di struttura della materia)
- Elementi di fisica moderna.
- Elementi di elettronica.
- Elementi di dispositivi elettronici.

Programma

Tecnologie per i Circuiti Integrati (silicon oxidation, epitaxy, CVD, evaporation, sputtering, electroplating, diffusion, ion implantation) (2 ECTS)
Tecniche litografiche, wet e dry etching, tecnologie di back-end (2 ECTS)
Introduzione ai microsistemi, Bulk micromachining, Surface micromachining, LIGA micromachining, wafer bonding, tecnologie MEMS complementari (2 ECTS)

Elementi di simulazione di microsistemi: simulazione fisica multi-domain (0,5 cr.)
Basi di simulazioni FEM. (1 cr.)
Esempi ed utilizzo di tool CAD commerciali e loro caratteristiche principali. (1 cr.)
Il concetto di modulo nella tecnologia dei micro e nano sistemi, definizione di micro e nanosistema e integrazione con elettronica,
signal processing e interfacciamento di micro e nano sistemi (1,5 cr.)
Il transfer IE, Il transfer S. Design, simulazione di integrazione e test di micro e nano sistemi (2 cr.)

Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. Può essere richiesto in taluni casi l'uso di calcolatrici scientifiche (personali, di ciascuno studente).
Nella parte relativa alla progettazione e simulazione di MEMS verranno usati tool commerciali per la descrizione e modellizzazione di MEMS, dando supporto allo studente nella realizzazione di un progetto specifico.

Materiale messo a disposizione dai Docenti
I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell'insegnamento

L'esame finale è diviso in 2 parti corrispondenti alle 2 parti del corso:
- La prima parte comprende uno scritto e un orale. Lo scritto comprende sia quesiti a risposta multipla che domande aperte e brevi esercizi. Il tempo assegnato per la prova è di 30 minuti. L'orale ha una durata di 15'-20', e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni.
- La seconda parte consiste in un progetto realizzato con uno strumento di modellizzazione Multifisica, dove lo studente deve descrivere, progettare e simulare uno specifico dispositivo preso dalla letteratura.