Nanoelektronika, nanotechnológia

Előadások tematikája:

1. Elektronikai rendszerek előállításának fizikai, kémiai és nano-technológiai megközelítése, az előállítási folyamatok áttekintése és csoportosítása.

2. Alkatrész és moduláramkör technológiák alapjai. Vegyület-félvezető struktúrák technológiája és alkalmazásaik: III-V és II-VI típusú vegyület-félvezetők, direkt és indirekt sávszerkezet, optikai tulajdonságok és alkalmazásuk, vegyület-félvezető multirétegek előállítása és alkalmazása.

3. Félvezető (Si) „top down” technológia: egykristályok előállítása, epitaxiális rétegnövesztés, oxidnövesztés, fotoreziszt technológiák, marási technikák, kémiai rétegleválasztás, diffúzió, ionimplantáció, vezető és szigetelő rétegek kialakítása.

4. Félvezető (Si) „top down” technológia: a folyamatok matematikai és fizikai modelljei, a számítógépes technológiai modellezés megalapozása.

5. Izotróp és anizotróp maratási technológiák térbeli szerkezetek előállítására (üregek, mikrocsatornák, membránok, csövek, tű, híd, konzol, felfüggesztett tömeg). A tömbi és felületi mikromegmunkálás technológiai változatai.

6. Vékonyréteg technológiák alkalmazása passzív hálózatok, optikai rétegszerkezetek, és kijelzőkben való (képernyők, stb.) előállításában.

7. A nanotechnológia alapjai. Nanocsövek, nanovezetékek, speciális multiréteg struktúrák. Nanoobjektumok létrehozása félvezetőkön. Szilárdtestek és vékonyrétegek nanomechanikai tulajdonságai. A szén allotrop módosulatai és nanotechnológia alkalmazásuk. Fémes nanoszerkezetek létrehozása és alkalmazása.

8. A méretcsökkentés következtében fellépő fizikai jelenségek, elektronikus eszközökben és áramkörökben, az eszközök működését alapvetően meghatározó karakterisztikus távolságok és idők, a másodlagos hatások (kvantumos, termikus…) erősödése és befolyása az eszközök és áramkörök jellemzőire.

9. Speciálisan nanoelektronikához kapcsolódó elektronikus eszközök és alkatrészek (méretcsökkentett MOS tranzisztorok, vákuum-mikroelektronika, egy-elektronos áramkörök, memóriacellák, spintronika, kvantumelektronika, szén nanocsöves tranzisztorok, grafén, oxid-elektronika, termikus-elektromos integrált áramkörök).

10. Kvantumvölgyes szerkezetek és azok gyakorlati alkalmazásai (LED-ek). A nanotechnológia alkalmazása a klasszikus félvezető eszközökben a termikus problémák kezelésére.

11. A nanométeres mérettartományban alkalmazható különleges technológiai eljárások, a top-down és bottom-up elv, nanolitográfia, önbeállítás, önszerelés,

12. A nanométeres tartományában alkalmazható vizsgálati és megjelenítési módszerek: pásztázó felületvizsgálati eljárások (AFM, STM, KFM, NSOM).

13. Szimuláció fontossága a nanoelektronikában, részecske dinamika elvén működő szimulációs módszerek áttekintése.

14. A nanotechnológia legújabb eredményei és előrejelzések az ITRS alapján 

Gyakorlatok tematikája:

1. Félvezetőlabor látogatás, valamennyi technológiai berendezés részletes megismerése.

2. Félvezetők felületi viszonyai. A felületi potenciálgát és a felületi töltéssűrűségek kapcsolata. A felületi viszonyok különféle adalékolás és felületi állapotsűrűségek esetén.

3. Az arányos méretcsökkentés számszerű következményei a mikroelektronikában, nanoelektronikában és a mikromechanikában. 

4. Pásztázó szondás mérési módszerek technikáinak bemutatása, az alagútmikroszkópia és atomerő-mikroszkópia gyakorlati alapjai. AFM-es képek kiértékelése, feldolgozása (pl. szintezés, műtermék szűrés stb.)

5. Haladó pásztázó szondás módszerek (EFM, MFM, KFM, SNOM, SCM, litográfia stb.) bemutatása.

6. Nanoszerkezetek top-down és bottom-up előállítási módszereinek ismertetése (gőzfázisú, folyadékfázisú, szilárdfázisú eljárások, litográfia), nanoszerkezetek gyakorlati alkalmazása.

7. A szén allotróp módosulatai valamint nanotechnológiai alkalmazási lehetőségeik: grafit, gyémánt, fullerének, nanocsövek, grafén.