Última actualización: 20/05/2022


Curso Académico: 2022/2023

Nanoelectrónica y Nanofotónica
(18325)
Titulación: Grado en Ingeniería Física (363)


Coordinador/a: GARCIA CAMARA, BRAULIO

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Tecnología Electrónica

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Se recomiendo el haber cursado las asignaturas de Física Cuántica Avanzada, Campos y Ondas Electromagnéticas, Fundamentos de Ingeniería Electrónica y Fotónica
Objetivos
El objetivo de esta asignatura es que el alumno adquiera los conocimientos básicos en los últimos avances y la evolución de la Nanotecnología con especial hincapié en los campos de la electrónica y la fotónica. Para lograr este objetivo se pretende que el alumno adquiera los siguientes conocimientos: 1.-Conocer los principios físicos y el funcionamiento básico de los principales nanodispositivos electrónicos 2.- Conocer los principios físicos del control de la luz en la nanoescala y el funcionamiento de algunos de los nanodispositivos fotónicos actuales. 3.- Comprender las principales técnicas de fabricación de dispositivos en la micro y nano-escala. 4.- Comprender las aplicaciones en los campos de la Nanoelectrónica y la Nanofotónica. 5.- Analizar los últimos avances y los retos en estos campos de conocimiento. En cuanto a las destrezas, en esta asignatura se desarrollarán las que se detallan a continuación: - Capacidad de aplicar y difundir el conocimiento adquirido en nanodispositivos electrónicos y fotónicos, así como la metodología científica asociada a cada uno de los campos. - Capacidad de resolver problemas asociados a cada bloque temático de la asignatura. - Capacidad de consultar y analizar el estado del arte y de la técnica en nanotecnología. - Capacidad de utilizar instrumentación y/o herramientas de simulación avanzadas para el diseño y caracterización de nanodispositivos electrónicos y fotónicos.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA 1.-Introducción. Repaso de conceptos fundamentales 1.1 El electrón y el fotón como partículas cuánticas, similitudes y diferencias. 1.2 Principio de incertidumbre: implicaciones prácticas. 1.3 Aproximaciones top-down y bottom-up a la nanoelectrónica y la nanofotónica. 2.-Nanoelectrónica. 2.1 Electrones libres, electrones confinados y electrones en campos de potencial periódicos. Uniones túnel y aplicaciones. 2.2 Coulomb Blockade y el transistor de un solo electrón. 2.3Pozos cuánticos, hilos cuánticos y puntos cuánticos semiconductores. 2.4 Nanohilos, transporte balístico y transporte de spin. 2.5 Ejemplos de dispositivos nanoelectrónicos y aplicaciones 3.-Nanofotonica 3.1 Campo lejano campo cercano, límite de la difracción y ondas evanescentes. 3.2 Teoría de Mie. 3.3 Plasmónica y nanopartículas dieléctricas resonantes. 3.4 Cristales fotónicos y fibras ópticas nanoestructuradas. 3.5 Puntos cuánticos y nanopartículas. Emisión de un único fotón. 3.6 Metamateriales: ingeniería de las propiedades ópticas de los materiales, materiales de dispersión anómala y magnetismo artificial. 3.7 Ejemplo de dispositivos nanofotónicos y aplicaciones
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
La metodología docente incluirá: - 40% Clases magistrales (2,4 ECTS), donde se presentarán a los alumnos los conocimientos básicos que deben adquirir. Se facilitará a los alumnos las notas de clase y tendrán textos básicos de referencia que les permita completar y profundizar en los distintos temas de la asignatura. - 40% Clases prácticas (2,4 ECTS) orientadas a la resolución de ejercicios, casos de estudio y evaluación continua. - 20% Prácticas (1,2 ECTS), orientada a la realización y análisis de casos prácticos mediante el uso de herramientas de simulación y/o de forma experimental. - Tutorías Asistencia individualizada (tutorías individuales) o en grupo (tutorías colectivas) a los estudiantes por parte del profesorado
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • George W. Hansons. Fundamentals of Nanoelectronics. Pearson . 2004
  • L. Novotny and B. Hetch. Principles of Nano-optics. Cambridge University Press. 2012
  • P.N. Prasad. Nanophotonics. Wiley Interscience. 2004
  • Rainer Waser. Nanoelectronics and Information Technology. Wiley-VCH. 2013
Bibliografía complementaria
  • C. Bohren, D.R. Huffman. Absorption and scattering of light by small particles. John Wiley and sons. 1983
  • M. Ohtsu, H. Hori. Near-field nano-optics. Klumer Academics / Plenum Publishers, . 1999

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.