Transcript NF1/NF2

Studieretning for
NANOELEKTRONIKK og FOTONIKK
mikroelektronikk (analog/digital)
nanoelektronikk
fiberoptisk kommunikasjon
lagrings- og displayteknologi
sensor- og aktuatorteknologi
biomedisinsk optikk
MicroOpto ElectroMechanical
Systems (MOEMS)
spectrometer
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Nanoelektronikk og fotonikk (NF)
NF1 Nanoelektronikk og mikrosystemer
Høst
TFE4145 Elektronfysikk
TFE4160 Elektrooptikk/lasere
TFE4186 Analog CMOS
TFE4225 MEMS design
TFE4205 Mikrobølge teknikk
FY2045 Kvantemekanikk I
Vår
TFE4165 Anvendt fotonikk
TFE4200 Analoge int kretser
TFE4210 Nanoelektronikk
TFE4230 Nanofotonikk
TFE4235 Biomed optikk
TFY4340 Mesoskopisk fysikk
TMT4245 Funk materialer
Hovedprofil:
•Fotonikk
•Nanoelektronikk og mikrosystemer
NF2 Fotonikk
Høst
TFE4145 Elektronfysikk
TFE4151 Design av int krets
TFE4160 Elektrooptikk/lasere
TFE4225 MEMS design
TMA4145 Lineære metoder
TFE4205 Mikrobølge teknikk
FY2045 Kvantemekanikk I
Vår
TFE4165 Anvendt fotonikk
TFE4200 Analoge int kretser
TFE4210 Nanoelektronikk
TFE4230 Nanofotonikk
TFE4235 Biomed optikk
TFY4340 Mesoskopisk fysikk
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Rød = Obligatorisk emne Grønn = et av emnene må velges Blå= valgfag
Hva er fotonikk?
foton det elementære strålingskvantum, E= h
 Optisk kommunikasjon
–-
bredbånds telefon- og datatrafikk over optisk fiber
 lasere, modulatorer, filtre, fotodetektorer, ...
 Sensorteknologi
 miljø- og strukturovervåking, medisinske anvendelser, olje & gass
 Forbrukerelektronikk og IT-utstyr
 laserdioder (DVD/CD-spillere)
 skjermteknologi (LCD, HDTV)
 LED (signallys)
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
• Maxwell, Einstein, Schrödinger, Feynman…
Fiberoptiske sensorer
Strekk, trykk, temperatur, …,
påvirker lys-transmisjon gjennom en optisk fiber
Input signal

Bragg gitter
Reflektert signal:  n
Anvendelser:
 medisinsk teknologi
 miljøovervåking
 strukturovervåking
Optical
cable
Luer lock
Insertion needle
Sensor
Optical
fiber
Flexible tubing
Probe tube
Window
Biosensor for deteksjon av prostatakreft
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Kvantekryptografi
Sikker overføring på fiberoptisk linje
Prinsipper:
- Avlytting kan oppdages da målinger forstyrrer
- Kloning av kvantetilstander (fotoner) er umulig
- Praktiske og teoretiske utfordringer
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Medisinsk optikk/ultralyd: aterosklerose
Deteksjon av avleiringer
Problemstilling
Ultralyd
Optisk spektroskopi
Membrane
with
electrode
Vacuum
gap
Side-viewing
Silicon
substrate
DC
AC
Reflection
Ultrasound
waves
Wavelength
Catheter ~1mm
Forwardviewing
Blood Channel
CMUT array
Plaque
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Medisinsk optikk
• Optisk modellering og diagnostikk
–
–
–
–
Kartlegging av optiske og termiske egenskaper i vev
Rettmedisinsk optikk (deteksjon av blåmerker)
Kardiovaskulær diagnostikk & karakterisering
Huddiagnostikk (fødselsmerker, psoriasis, sår, osv…)
• Optiske måleteknikker
– Refleksjon, absorpsjon & fluorescens spektroskopi
– Hyperspektral avbildning
– Fiberoptiske prober for minimal invasiv diagnostikk &
behandling
Hyperspektral
fluorescensavbildning av
intravaskulært
fett i en
svinemodell
Hyperspektral avbildning
av paintballskader
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
NF2 Fotonikk
Faglærere:
Fagområde:
Ulf Österberg
Johannes Skaar
Astrid Aksnes
Lise L. Randeberg
THz
Kvantekryptografi/fotoniske krystaller
Interferometri/sensor- og displayteknologi
Biomedisinsk optikk/hyperspektral avbildning
Dag Roar Hjelme (prof II)
Sensorteknologi/optisk kommunikasjon
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Nøkkelteknologi for dagens mikroelektronikk
(føller Moores lov siden 1960–talet)
Lys
• Fotolitografi
• ”Batch”-produksjon
Maske
Mikroprosessor
Linse
Mønster overføres til skiven
Silisiumskive
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Mot slutten av Moores lov?
Nanoelektronikk
Elektronikk komponenter på
nanoskala !
Hva kan vi gjøre på atomnivå ?
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Er det mulig å skape nano strukturer
med nye forutbestemte egenskaper ?
Materialer:
Eks. Nanoskala strukturering med STM
Halvlededende, ferroelektriske, piezo-elektriske, …
Teknikker:
1)“Top-down”: elektronstrålelitografi, AFM, STM…
2)“Bottom up”:
Selvorganiserende…
Anvendelser:
- transistorer
- minner
- sensorer
- bølgeledere
-
100 nm
laserdioder
svitsjer
solceller
MEMS
(mikro elektro-mekaniske systemer)…og i nanoskala NEMS!
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Framstilling og måling av nanoskala komponenter
Eks. Halvleder-nanotråder
En-krystallinsk
Au
”bottom-up”
groing under gull
nano partikler.
GaAs
 Måling av nanotråd laser
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
 Nanoskala optoelektronikk
Noen av våre
laboratorier
Halvleder-epitaksi (MBE)
Nano-fotonikk lab
Sputter lab
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Renrom
(NTNU NanoLab)
Sentrale kurs NF1
4. klasse høst
TFE4145 Elektronfysikk
TFE4160 Elektrooptikk & lasere
4. klasse vår
TFE4210 Nanoelektronikk
TFE4230 Nanofotonikk
TFE4225 MEMS Design
5. klasse høst
TFE4575 Fordypn. Emne (7.5p)
”Fysiske metoder for nanostrukturering og karakterisering”
TFE4560 Fordyp. prosjekt (15p)
5. klasse vår
TFE4920 Masteroppgave (30p)
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
NF1Nanoelektronikk og mikrosystemer
Faglærere:
Fagområde:
Bjørn-Ove Fimland
Jostein Grepstad
Thomas Tybell
Helge Weman
Halvlederlasere
Tynnfilm/nanoteknologi
Tynnfilm/nanoteknologi
Nanofotonikk
Ralph Bernstein (prof II)
Mikrosystemer
Spørsmål?
Ta kontakt med oss !
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Hvor finner du arbeid?
ETABLERTE BEDRIFTER
NYE VIRKSOMHETER
SINTEF
IDÉ
Si røntgendetektorer
Presens
trykksensorer
Optiswitch
optisk modulator
Infineon SensoNor
Tomra
mikromek. sensorer
elektroopt. systemer
Optoplan
fiberopt. sensorer
NEO
elektroopt. systemer
OSI Optoelectronics
Norspace
optiske detektorer
SAW filter
54.7
fotoakustisk IR-sensor
Norchip
sortering av bakterier
ABB
pneum. mikroventiler
Lifecare
blodsukkermåler
NERA
rf MEMS
Nordic VLSI
ASIC’s for MEMS
poLight
opt. modulatorer
Q-Free
bomvei system
Intopto
mid-IR lasere
FFI
lasere, hyperspektral
Justervesenet
Statoil, Norsk Hydro, …, Universiteter og
høgskoler
NANOELEKTRONIKK & FOTONIKK
Altertis Medical CO2-sensor