Nazwa przedmiotu: Mikro/nanotechnika
Wykładowca: prof. dr hab. inż. Zygmunt Rymuza
Typ przedmiotu: Obowiązkowy
Poziom przedmiotu:
Program: Mechatronika
Grupa: Obowiązkowe
Wydziałowy kod: MNT
Semestr: 1
Punkty ECTS: 3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów kształcenia(opis): 1) Liczba godzin bezpośrednich 34, w tym: a) wykład - 15 b) laboratorium - 15 c) konsultacje - 2 d) egzamin - 2 2) Praca własna studenta 41, w tym: a) studia literaturowe, przygotowanie do egzaminu- 11 b) przygotowanie do laboratorium - 15 c) przygotowanie sprawozdań - 15 suma: 75 (3 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich: 1) Liczba godzin bezpośrednich 34, w tym: a) wykład - 15 b) laboratorium - 15 c) konsultacje 2 d) egzamin - 2 suma: 34 (1,5 ECTS)
Język Wykładowy: Polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym O charakterze praktycznym : a) laboratorium - 15 b) konsultacje - 2 c) przygotowanie sprawozdań - 15 suma:32 (1,5 ECTS)
Wykłady (tygodniowo) Ćwiczenia (tygodniowo) Laboratoria (tygodniowo) Projekty (tygodniowo) Lekcje komputerowe (tygodniowo) Suma godzin
15 0 15 0 0 30
Wymagania wstępne: Fizyka, wiedza o materiałach, podstawy konstrukcji i technologii miniaturowych urządzeń mechanicznych i elektromechanicznych .
Limit liczby studentów: 30
Cele przedmiotu: Zapoznanie się z podstawami mikro/nanotechniki, stanem techniki budowy mikro/nanosystemów, zaawansowanymi technikami badawczymi w zakresie mikro/nanotechniki, perspektywami rozwoju mikro/nanotechniki.
Treści merytoryczne: Wykład: Pojęcie mikro/nanotechniki, geneza mikro/nanotechniki, definicje, systematyka, dwa podejścia w nanotechnice : Taniguchi i Drexler, bottom-down i bottom-up, sytuacja na świecie , trendy rozwojowe, znaczenie mikro/nanotechniki Zagadnienia materiałowe , fulereny, nanorurki, polimery, nanokompozyty w mikro/nanotechnice, techniki wytwarzania , mikro/nanomachining, mikro/nanopatterning Problemy skali, architektura mikro/nanosystemów, projektowanie i konstruowanie , problemy konstrukcyjne urządzeń molekularnych. Mikro/nanourządzenia (MEMS/NEMS) i ich zastosowania Podstawy adaptroniki i biomimetyki, mikro/nanostruktury biologiczne, nanosilniki biologiczne obrotowe i liniowe Podstawowe urządzenia do badań w skali mikro/nano: STM/AFM, nanoindentery, inne urządzenia badawcze, zastosowania Zastosowania mikro/nanourządzeń w życiu codziennym, w technikach badawczych, militarne i kosmiczne, w technice medycznej, w przemyśle, motoryzacji itp., trendy rozwojowe Laboratorium: Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych, narzędzia i środowisko badawcze mikro/nanotechniki Laboratorium czyste do badań w skali mikro/nano. Zapoznanie się z laboratorium czystym, interaktywne uczestnictwo w prowadzonych badaniach nanomechanicznych i nanotrybologicznych z zastosowaniem AFM i nanoindentera Laboratorium badań w skali nano – podstawowe metody i sprzęt badawczy Poznanie sprzętu podstawowego do badań w skali nano: Zastosowanie skaningowego mikroskopu tunelowego (STM) do badań w skali nano.Zastosowanie mikroskopu sił atomowych AFM do badań powierzchni w skali nano Badania własności mechanicznych, adhezyjnych i trybologicznych w skali nano: czestnictwo w badaniach mechanicznych adhezyjnych i trybologicznych w skali nano przy użyciu AFM struktur MEMS/NEMS. Udział w badaniach mechanicznych podstawowych mikro/nanostruktur , wyznaczanie charakterystyk siła-odkształcenie/przemieszczenie Badania stanu energetycznego/zdolności adhezyjnej powierzchni mikro/nanostruktu :udział w badaniach oceny stanu energetycznego powierzchni mikro/nanostruktur – zwilżalność , energia powierzchniowa, zdolność adhezyjna, porównanie z badaniami adhezyjnymi metodą pomiaru siły pull-off przy użyciu AFM. Zapoznanie się z pracą zaawansowanych nowoczesnych mikroskopów SEM wyposażonych w FIB i sondy do badań fizyko-chemicznych (Instytut Fizyki PAN i Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych) , Zapoznanie się z pracą urządzenia do epitaksji z wiązek molekularnych (Molecular Beam Epitaxy MBE) ( Instytut Fizyki PAN). Znaczenie kriogeniki w mikro/nanotechnice (laboratorium kriogeniki w Instytucie Fizyki PAN).Zapoznanie się z laboratorium badania struktur biologicznych w skali nano (Instytut Fizyki PAN). Zapoznanie się z badaniami z wykorzystaniem wysokorozdzielczego TEM (Wydział Inżynierii Materiałowej). Zapoznanie się z budową i pracą implantatora jonów (Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych).
Metody oceny: Zaliczanie pisemne wykładu i laboratorium
Egzamin: tak
Spis zalecanych lektur: Schulte J (ed), Nanotechnology, J.Wiley, Chichester 2005 Koehler M., Fritzsche W., Nanotechnology – An Introduction to Nanostructuring Techniques, J.Wiley-VCH, Weinheim 2004 Bhushan B. (ed), Springer Handbook of Nanotechnology, Springer Verlag, Berlin 2004 Przygocki W., Włochowicz A., Fulereny i nanorurki, WNT, Warszawa, 2001 Taniguchi N. (ed), Nanotechnology, Oxford University Press, Oxford 1996 Drexler E.K., Nanosystems – Molecular Machinery, Manufacturing and Computation, J.Wiley, New York 1992 Kelsall R.W., Hamley I.W., Geoghegan M. (red), Nanotechnologie , PWN, Warszawa2009 Kurzydłowski K., Lewandowska M. (red), Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne, PWN, Warszawa 2010
Witryna WWW przedmiotu: mchtr.pw.edu.pl
Uwagi dotyczące przedmiotu: