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CORSO DI LAUREA MAGISTRALE in NANOTECNOLOGIE PER LE ICT (NANOTECHNOLOGIES FOR ICTs)
Anno Accademico 2012/13
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI
Collegio di Ingegneria Elettronica, delle Telecomunicazioni e Fisica (ETF)
Sede: TORINO/GRENOBLE/LOSANNA
Durata: 2 anni
Classe di laurea n░ LM-29: INGEGNERIA ELETTRONICA
Docenti di riferimento del corso:
PIRRI CANDIDO   fabrizio.pirri@polito.it   011/0907355
PICCININI GIANLUCA   gianluca.piccinini@polito.it   011/0904078
PARVIS MARCO   marco.parvis@polito.it   011/0904114
Corso tenuto in Inglese
Risultati di apprendimento attesi, espressi tramite i Descrittori europei del titolo di studio
Conoscenza e capacita di comprensione (knowledge and understanding)

Le conoscenze e le capacita conseguite sono individuabili nelle seguenti aree di apprendimento

FISICA DELLA MATERIA APPLICATA ALLE NANOTECNOLOGIE
Gli obiettivi di apprendimento riguardano i seguenti argomenti:
- Fisica quantistica dello stato solido con applicazioni ai sistemi a bassa dimensionalitÓ ed agli effetto di confinamento dimensionale in nanostrutture
- Fisica dei materiali per applicazioni ai sistemi micro-elettromeccanici (MEMS)
- Tecniche di caratterizzazione fisica di materiali artificialmente nano strutturati e di superfici
- Applicazioni della Fisica della materia alle tecniche di processo di nanomateriali e nanostrutture
- ProprietÓ elettroniche specifiche di sistemi nanoscopici o nanostrutturati
- Applicazioni di nanodispositivi basati su fenomeni della Fisica quantistica della materia alla biomedicina, alla rilevazione di valori di parametri ambientali, alla produzione ed all'immagazzinamento dell'energia solare
- Tecniche di nanomanipolazione e nanoprocesso per l'ottenimento di funzionalitÓ specifiche in strutture micro- e nanometriche.

ELETTRONICA AVANZATA E MICROELETTRONICA
Gli obiettivi di apprendimento riguardano i seguenti argomenti:
- comportamento di componenti optoelettronici per applicazioni avanzate in comunicazioni ottiche e nell┐elaborazione ottica dei segnali
- applicazioni dei materiali polimerici all┐elettronica ed alla fotonica
- principi di base necessari allo studio dei micro e nanosistemi meccanici, di dispositivi termici e biotecnologici, di sistemi energetici e per il monitoraggio ambientale e relative applicazioni
- progetto di microsistemi e relativi strumenti di progettazione assistita
- comportamento e funzionalitÓ dei dispositivi integrati per la microelettronica avanzata e tecniche di integrazione submicrometrica
- tecnologie utilizzate nei sistemi integrati, modellizzazione e progetto di interconnessioni on-chip e off-chip
- principi di TCAD per microsistemi.

MATEMATICHE E FISICHE AVANZATE (CORSI OPZIONALI)
Gli obiettivi di apprendimento riguardano i seguenti argomenti a scelta dello studente:

Scelta di Matematica avanzata:
- modellizzazione a elementi finiti di sistemi complessi nel settore dell'ingegneria dell'informazione
- calcolo delle probabilitÓ e processi stocastici che coinvolgono grandezze discrete

Scelta di Fisica della materia avanzata:
- approcci teorici alla fisica dei semiconduttori a bassa dimensionalitÓ
- metodi di simulazione numerica di sistemi fisici nanometrici

MODALIT└ DIDATTICHE E DI ACCERTAMENTO
Le conoscenze e capacitÓ relative alle aree sopra elencate vengono acquisite dagli studenti attraverso lezioni frontali, esercitazioni in aula, in laboratori di tipo sperimentale ad elevato contenuto innovativo. Nella maggior parte dei corsi sono anche presenti altre attivitÓ, condotte in modo autonomo da ciascuno studente o da gruppi di lavoro, secondo modalitÓ indicate dai docenti (quali l'approfondimento di argomenti monografici, e l'esecuzione - sotto la supervisione di un docente - di specifici calcoli di notevole complessitÓ). Ogni insegnamento indica quanti crediti sono riservati a ciascuna modalitÓ didattica.

L'accertamento delle conoscenze e capacitÓ di comprensione avviene tramite esami scritti e orali, che comprendono quesiti relativi agli aspetti teorici, esercizi algebrici o numerici, l'analisi e la risoluzione di problemi fisici complessi. Si richiede la capacitÓ di integrazione delle conoscenze acquisite in insegnamenti e contesti diversi, e la conoscenza dei diversi modelli e metodi di soluzione.

CREDITI LIBERI


TESI

Capacita di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Le capacita di applicare le conoscenze e le capacita di comprensione sono individuabili nelle seguenti aree di apprendimento

FISICA DELLA MATERIA APPLICATA ALLE NANOTECNOLOGIE
Lo studente sara' in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Progettazione di un dispositivo a stato solido per le nanotecnologie o di un nanodispositivo a stato solido
- Preparazione attraverso tecniche fisiche dei materiali innovativi necessari per la produzione del dispositivo
- Caratterizzazione strutturale, morfologica e fisica di materiali innovativi a livello nanoscopico usando tecniche fisiche
- Processo dei materiali usando tecniche microlitografiche, nanolitografiche ed affini - Funzionalizzazione di nano materiali e superfici
- Utilizzo dei dispositivi o nanodispositivi in applicazioni industriali e per la ricerca.

ELETTRONICA AVANZATA E MICROELETTRONICA
Lo studente sara' in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- uso e progetto di dispositivi elettronici, optoelettronici, fotonici e fluidici
- uso e progetto di circuiti elettronici contenenti componenti circuitali attivi non convenzionali
- progetto di micro e nanosistemi ed applicazioni alle micromanipolazioni, alla biotecnologia, alla energetica, al monitoraggio ambientale e biologico
- progetto ed uso di microdispositivi integrati su chip e in sistemi complessi
- abilitÓ di integrazione submicrometrica di micro e nanodispositivi
- uso di tecniche assistite dal calcolatore per la progettazione di micro e nanosistemi.

MATEMATICHE E FISICHE AVANZATE (CORSI OPZIONALI)
Lo studente sara' in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:

- capacitÓ di concepire ed applicare codici di calcolo per la descrizione di sistemi fisici complessi in condizioni sia statiche che dinamiche, e per la descrizione e l'analisi di processi stocastici
- conoscenza delle tecniche di simulazione di materiali e loro utilizzo in dispositivi
- conoscenza degli aspetti pi¨ avanzati dei materiali alla scala nanoscopica.

MODALIT└ DIDATTICHE E DI ACCERTAMENTO
Le capacitÓ di applicare conoscenze e capacitÓ di comprensione sono acquisite dallo studente attraverso analisi e simulazioni di fenomeni fisici e progetti guidati di micro- e nanodispositivi anche di media complessitÓ. Lezioni ed esercitazioni in aula sono fortemente correlate alle attivitÓ di laboratorio e di progettazione, e le attivitÓ sperimentali sono finalizzate alla preparazione ed alla caratterizzazione di nuovi nanomateriali funzionali. Viene curata l'applicazione integrata di conoscenze acquisite in differenti insegnamenti o in modo autonomo. Ogni insegnamento indica quanti crediti sono riservati a ciascuna modalitÓ didattica.

Gli accertamenti comprendono esami tradizionali (scritti e orali), con quesiti relativi agli aspetti teorici, all'analisi di nanosistemi fisici, al progetto di micro- e nanodispositivi, anche di media complessitÓ. Gli esercizi di analisi e di progetto richiedono la valutazione comparata di diverse scelte alternative (problem solving). Viene verificata la capacitÓ di applicare le conoscenze acquisite a problemi nuovi, anche di carattere interdisciplinare. Alcuni corsi richiedono l'approfondimento di argomenti monografici o la stesura di relazioni su esperienze di laboratorio relative alla preparazione ed al processo di materiali innovativi per la produzione di micro- e nanodispositivi. Si richiede la capacitÓ di valutare criticamente e scegliere modelli e metodi di soluzione.

Un accertamento complessivo delle capacitÓ di applicare quanto appreso nei diversi insegnamenti avviene con la preparazione e stesura della tesi di laurea. Questa prova finale richiede l'integrazione di conoscenze acquisite in diversi insegnamenti e la capacitÓ di svolgere in modo autonomo e soddisfacente, all'interno di un gruppo di ricerca e sviluppo, i compiti operativi assegnati.

CREDITI LIBERI


TESI

Autonomia di giudizio (making judgements)

L'autonomia di giudizio viene esercitata quando agli studenti e┐ richiesta l┐analisi di un problema di preparazione e/o di processo di un nuovo materiale nanostrutturato, oppure la sua caratterizzazione mediante tecniche fisiche, oppure ancora lo sviluppo di un progetto anche complesso che coinvolge l┐utilizzazione in sistemi microelettronici o di altro genere di micro e nanodispositivi operanti in base a fenomeni fisici avanzati. Normalmente la definizione dei parametri preparativi e di processo, oppure delle condizioni al contorno nella caratterizzazione fisica, oppure delle specifiche del progetto da sviluppare, e' largamente indeterminata e necessita di essere attentamente valutata dallo studente che deve pervenire ad essere in grado di fare delle scelte personali in completa autonomia di giudizio. L'autonomia di giudizio viene acquisita attraverso il lavoro di studio personale o la discussione in attivitÓ di gruppo, la predisposizione di relazioni su problemi specifici, anche partendo da informazioni limitate o incomplete, e la preparazione della dissertazione finale. Il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti viene verificato nelle singole prove d'esame e nella prova finale.

Abilita comunicative (communication skills)

Le abilita' di comunicazione scritta (in lingua inglese) vengono sviluppate attraverso lo svolgimento di prove scritte d'accertamento, erogate in Inglese, previste da alcuni insegnamenti. Le abilita' di comunicazione orale (in lingua inglese) vengono sviluppate attraverso: - la regolare frequenza agli insegnamenti che vengono interamente impartiti in inglese
- interrogazioni orali individuali previste per alcuni insegnamenti come parte della prova di accertamento
- presentazione di relazioni orali individuali o di gruppo (con l'ausilio di supporti informatici) su specifici argomenti di alcuni insegnamenti come parte della prova di accertamento
- presentazione (in lingua inglese) della tesi di laurea magistrale.
Queste attivita' consentono agli studenti di migliorare la comprensione dell'inglese tecnico e la capacitÓ di espressione verbale. Tali adempimenti permettono allo studente di esercitare appieno le proprie capacita' di analisi e di sintesi, di espressione in una lingua straniera, di lavoro in gruppo, di presentazione orale della propria attivitÓ ad una valutazione e di presentazione in forma scritta dei risultati ottenuti durante il lavoro di tesi di laurea magistrale. L'insieme di queste attivita' consente un completo sviluppo delle abilita' di presentazione e comunicazione in pubblico da parte dello studente.
Il percorso formativo promuove l┐attitudine a lavorare in un quadro internazionale attraverso attivitÓ e documentazione in lingua inglese. La discussione della prova finale (tesi) rappresenta il momento conclusivo del percorso formativo in cui lo studente esprime, insieme alle proprie competenze, le proprie abilitÓ di comunicazione. L'esposizione prevede la presentazione dinanzi ad una commissione di esperti, in lingua inglese, del lavoro svolto.

Capacita di apprendimento (learning skills)

Gli insegnamenti del corso di studio sono specificamente calibrati allo scopo di sviluppare e/o ottimizzare le capacitÓ di apprendimento degli studenti nei seguenti contesti:
- saper affrontare autonomamente l'analisi di problemi complessi di fisica della materia ed ingegneria applicate a nanodispositivi e micro/nanosistemi
- saper descrivere in modo rigoroso e quantitativo un fenomeno fisico o ingegneristico complesso
- saper concepire e sviluppare specifici passi di processo per il trattamento di nanomateriali e per l'ottenimento di specifiche funzionalitÓ in micro e nanostrutture
- saper effettuare autonomamente, con rapiditÓ ed efficacia, ricerche bibliografiche nella letteratura tecnica mondiale su argomenti di ricerca avanzata concernenti nanomateriali e nanotecnologie.
Il corso di studio deve permettere agli studenti di acquisire i fondamenti scientifici e metodologici necessari per iniziare con successo una attivitÓ lavorativa in ambito sia industriale (produzione ovvero ricerca e sviluppo) che di ricerca avanzata presso laboratori universitari o di enti di ricerca, pubblici e privato. Deve inoltre consentire agli studenti di poter accedere, previo superamento di una selezione, a corsi di dottorato nei settori della fisica della materia e dei dispositivi elettronici, in Italia ed all'estero. Obbiettivo primario e' infine quello di garantire agli studenti la piena conoscenza degli strumenti metodologici adeguati per permettere un aggiornamento continuo delle proprie competenze professionali in tempi successivi alla conclusione del proprio percorso di studi.
La verifica del raggiungimento di capacita┐ di apprendimento si attua mediante la valutazione, da parte di docenti preposti, dell┐attitudine degli studenti a ricercare nella letteratura scientifica esistente, assorbire, ritenere e saper utilizzare specifiche competenze di fisica avanzata ed ingegneria delle micro e nanostrutture in sede di valutazione del grado di apprendimento di quegli insegnamenti che maggiormente richiedono la conoscenza dello stato dell┐arte in un settore di ricerca, e la capacita┐ dello studente di richiamare estesamente concetti, formule ed approcci elaborati nel corso di uno o piu┐ insegnamenti precedentemente seguiti.



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