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