440-8740/01 – Nanoelektronika (NE)
Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 5 |
Garant předmětu | Dr. Ing. Libor Gajdošík | Garant verze předmětu | Dr. Ing. Libor Gajdošík |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2020/2021 |
Určeno pro fakulty | USP | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Seznámení posluchačů s mikro a nano elektro-mechanickými systémy, základními zákonitostmi a výpočty v prostředí nanorozměrů, možnostmi realizace pohybových členů.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Předmět je zaměřen na teorii návrhu elektromechanických systémů, jež umožňuje exaktní návrh pohybových členů na úrovni mikro a nano rozměrů.
Podrobně jsou rozebírány účinky elektromagnetického pole v definovaném hmotném prostředí a tomu odpovídající pohybové rovnice, charakterizující lineární a rotační pohyb v tomto prostředí. Mechanické chování systému je převedeno na analogické chování elektrického obvodu pomocí matematického modelu tohoto obvodu.
Teorie si rovněž všímá možné realizace logických funkcí AND a OR na bázi polymerních řetězců.
Teorie směřuje k praktickým pravidlům návrhu pohybových členů, jejichž alespoň jediný geometrický rozměr je v oblasti nanoměřítka, tj. od 1 nanometru do 100 nanometrů.
Povinná literatura:
PAUL C.R., WHITES K.W., NASAR S. A., Introduction to Electromagnetic Fields, McGraw-Hill, New York, 1998
SZE, S. M.: Modern Semiconductor Device Physics, Willey, 2000;
ADAMČÍK, I.: Struktury a technologie mikroelektroniky, skripta ČVUT, Praha 1992
SZENDIUCH, I.: Mikroelektronické montážní technologie, VUT Brno, 1997
Doporučená literatura:
HAYT W.H., Engineering Electromagnetics, McGraw-Hill, New York, 1989
COLLIN R. E., Antennas and Radiowave propagation, McGraw-Hill, New York 1985
SZE, S. M., CHANG, C. Y.: ULSI Device, Willey, 2000;
RYŠÁNEK, V.: Technologie elektronických součástek, ČVUT Praha, 1991
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Test 1, Test 2, Projekt
E-learning
Další požadavky na studenta
Student by měl znát základní metody řešení elektrických obvodů, a znát funkce základních polovodičových součástek.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Maxwellovy rovnice ve vakuu.
2. Maxwelovy rovnice v látkovém prostředí.
3. Základní zákony v elektrickém obvodu.
4. Meze platnosti Ohmova a Kirchhoffových zákonů.
5. Analogie mezi elektrickým obvodem a mechanickou soustavou.
6. Omezení platosti elektromechanických analogií.
7. Řešení mechanických systémů pomocí metod řešení elektrického obvodu.
8. Využití nanomateriálů pro nové stavební prvky v elektronice.
9. Možné realizace elektromechanických prvků pomocí nanomateriálů
10. Možné realizace logických členů pomocí nanomateriálů.
11. Možné realizace nanotranzistorů a nanodiod.
12. Možnosti využití nanoelektroniky v oblasti přenosu dat.
13. Možnosti realizace nanoelekromechanických sytémů.
14. Možnosti realizace nanoelektroakustických prvků.
Cvičení:
1. Výpočet sil v elektrickém a magnetickém poli.
2. Rovinný kondenzátor, jednovrstvá cívka..
3. Výpočet napětí a proudů v obvodech.
4. Řešení obvodu se soustředěnými a rozloženými prvky.
5. Řešení mechanického oscilátoru.
6. Řešení mikrofonu a reproduktoru.
7. Test1
8. Řešení elektromechanického filtru.
9. Řešení elektromechanického rezonátoru.
10. Řešení Helmhotzova rezonátoru.
11. Návrh logických obvodů diskrétními prvky.
12. Rozbor činnosti bipolárního tranzistoru a diody.
13. Test2.
14. Zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky