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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
SCIENZA DEI MATERIALI
Insegnamento
NANOFABBRICAZIONE
SCL1000406, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
SCIENZA DEI MATERIALI
SC1174, ordinamento 2015/16, A.A. 2017/18
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese NANOFABRICATION
Sito della struttura didattica http://www.chimica.unipd.it/corsi/corsi-di-laurea-magistrale/laurea-magistrale-scienza-dei-materiali
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/chimica/course/view.php?idnumber=2017-SC1174-000ZZ-2016-SCL1000406-N0
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile FILIPPO ROMANATO FIS/03

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative FIS/03 6.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LEZIONE 6.0 48 102.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 02/10/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus
Prerequisiti: corsi del terzo anno di scienza dei materiali
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze sulle principali tecniche litografiche, sui processi e sulle metodologie di nanofabbricazione.
Abilità nel correlare fenomeni e proprietà di materiali e di tecniche per l'ottenimento e lo sviluppo di tecnologie di nanofabbricazione.
Modalita' di esame: Approfondimento di una tematica, preparazione di una presentazione, discussione scritta.
Esame orale, presentazione dell'elaborato e verifica dell'apprendimento dei principali concetti di nano litografia.
Criteri di valutazione: La valutazione della preparazione si baserà sulla comprensione degli argomenti svolti e sulla capacità di fare collegamenti fra diversi argomenti. Si valuteranno anche le relazioni scritte presentate sulla parte di esercitazione.
Contenuti: Molti degli impressionanti progressi tecnici e scientifici degli ultime due decadi e' basato sulla capacita' di controllare i singoli fenomeni chimico-fisici a livello di pochi nanometri cioe' alla scala di dimensioni alla quale avviene la maggior parte dei fenomeni naturali. Questo controllo e' stato ottenuto sviluppando sistemi e processi di micro e nano fabbricazione per la realizzazione di dispositivi (anche denominati lab-on-chip) in grado di scambiare segnali (rivelazione e attuazione) con sistemi delle dimensioni di pochi manometri coniando, di fatto, la definizione di nanotecnologia.


Il corso discutera' il processo di miniaturizzazione e il processo di riduzione di scala di molti fenomeni naturali che contraddistinguono il funzionamento dei nanodispositivi. Verranno presentati le principali tecnologie di nanofabbricazione e verranno presentati esempi di applicazione per la realizzazione di dispositivi ed esperimenti di nanoscienza. Dopo una generale distinzione tra processi top-down e bottom-up, verrano illustrate le tecnologie di litografia (UV, elettronica, X-ray, ionica, imprinting, interferenziale etc), processi di deposito (plasma assisted, in fase vapore o chimica, sol-gel etc.) e di sottrazione in fase gassosa (reactive ion etching, milling) o liquida ( etching chimici). Verra' rivista la tecnologia di fabbricazione di dispositivi elettronici su base silicio.

Il corso si orienta a studenti in vista della tesi di laurea per la ampia correlazione tra fenomeni fisichi, chimici, bio-chimici che i processi di nanofabbricazione richiedono in vista della realizzazione di nanostrutture e nanodispositivi. Vengono trattati tematiche di apertura verso le ricerche di nanoscienze e nanotecnotecnologie industriali.

Il corso viene completato da delle visite in laboratorio di nanofabbricazione a Padova presso il laboratorio LaNN e a Trieste presso i laboratori di nanofabbricazione del CNR presso il sincrotrone Elettra. Durante queste visite si avranno dimostrazioni pratiche dei processi litografici trattati durante il corso in aula.

Syllabus: Nanofabbricazione :
Programma
Nanofabbricazione: concetti generali
Tipi di litografie: Top down e Bootom-up
Mask – mask less , litografia parallele seriali
Tipi di processi sotrattivi
Sviluppo di processi
Il ruolo della nanofabbricazione nei processi produttivi
L’approccio metodologico della nanofabbricazione: tematica interdisciplinare.

Litografie e tipi di dispositivi
Ottiche difrattive,
Microfluidica,
Dispostivi elettronici, lab-on chip, etc.
Litografie 2D e 3D

Risoluzioni vs troughput
Litografie tridimensioni
Combinazioni di litografie

FIB
Resist less
Mask less lithography
Primo tipo di litografia
Resist
Introduzione ai resist:proprieta’ litografiche e di processo
tipi di resist

Processi sui resist

Spinning
Baking
Dose and development
Contrast , resolution ,
Litographic sensibility
Photochemical Quantum efficiency
Plasma etching resistance
Electron beam lithography
Electron sources
Vector scan
Beam blanking
Interaction with electron beam
Energy dependence
Proximity effects – dose correlation
Resolution limit
Exposure time
Stitching
Overlay
Single level- multi levels
Examples

Generalita’ sulle tecniche litografiche parallele
Replica di pattern
Maschere
Stampi

Litografia UV
Litografia UV di prossimita’
Litografia UV campo lontano

Litografia ottica
Principi generali
Diffrazione

Lithografia interferenziale
Principio dell ‘interferenza
Modalita’
Proprieta’
Litografia X-ray
LTX di prossimita’
Litografia X-ray campo lontano
Deep X-ray
Next generation Deep EUV
Alignment and exposure
Several step processes
Nanoimprinting
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: il corso prevede sia lezioni in aula sia visite presso le facilities alcune camere pulite di nanofabbricazione per partecipare a dimostrazioni pratiche di tecniche di processo
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: vengono dispensate le presentazioni d'aula e capitoli di libri o articoli sulle specifiche tecniche litografiche.
Testi di riferimento: