IDENTIFYING DATA 2013_14
Subject (*) NANOFABRICATION AND NANOPROCESSING Code 20705206
Study programme
Nanoscience, Materials and Processes: Chemical Technology at the Frontier
Cycle 2nd
Descriptors Credits Type Year Period
4.5 Optional Only annual
Language
Anglès
Department Analytical Chemistry and Organic Chemistry
Coordinator
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
E-mail fxavier.rius@urv.cat
xavier.borrise@urv.cat
manuel.varela@urv.cat
alberto.romano@urv.cat
francescxavier.perez@urv.cat
Lecturers
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
BORRISÉ NOGUÉ, XAVIER
VARELA FERNANDEZ, MANUEL
ROMANO RODRÍGUEZ, ALBERTO
PÉREZ MURANO, FRANCESC XAVIER
Web
General description and relevant information L'objectiu general del curs és que els estudiants adquireixin el coneixement bàsic dels processos de fabricació amb una resolució en l'escala del nanòmetre i coneguin els seus principals àmbits d'ús, fent èmfasi en els avantatges i desavantatges de cada un d'ells.

Competences
Type A Code Competences Specific
 A1 A1.1. Successfully studying and learning about the chosen research ambit: evaluating the technical and scientific importance, the technological potential and the viability of the nanoscience, design, preparation, properties, processes, developments, techniques and applications of materials.
Type B Code Competences Transversal
 B9 B1.1. Communicating and discussing proposals and conclusions in specialized and non-specialized multilingual forums in a clear and unambiguous manner.
 B14 B3.1. Collaborative teamwork, with responsibility shared among multidisciplinary, multilingual and multicultural teams.
 B15 B4.1. Continuously learning.
 B16 B4.2 Learning autonomously and by using initiative.
 B17 B5.1. Working autonomously whilst remaining responsible and using initiative, in a research and innovative context.
 B18 B5.2. Solving complex problems in new environments and in innovative and multidisciplinary contexts.
 B19 B5.3. Applying critical, logical and creative thought in a research and innovative context.
Type C Code Competences Nuclear
 C1 Have an intermediate mastery of a foreign language, preferably English
 C2 Be advanced users of the information and communication technologies
 C3 Be able to manage information and knowledge
 C5 Be committed to ethics and social responsibility as citizens and professionals

Learning outcomes
Type A Code Learning outcomes
 A1 A1.1 Can formulate knowledge about the basic principles used in the field of nanofabrication and nanoprocessing, materials and the main techniques used in this area.
A1.1 Select the most appropriate nanofabrication methods to solve specific problems of nanotechnology.
Type B Code Learning outcomes
 B9 B1.1 Can intervene effectively and transmit relevant information.
B1.1 Plan their communication: generate ideas, seek information, select and order information, make schemes, decide on the audience and the aims of the communication, etc.
B1.1 Prepare and deliver structured presentations, complying with the requirements.
B1.1 Draft documents with the appropriate format, content, structure, language accuracy, and register, and can illustrate concepts using the correct conventions: format, headings, footnotes, captions, etc.
B1.1 Use language that is appropriate to the situation.
B1.1 Are aware of the strategies that can be used in oral presentations (audiovisual support, eye contact, voice, gesture, timing, etc.).
 B14 B3.1 Accept and comply with the rules of the group.
B3.1 Take active part in planning the team’s work, distributing tasks and respecting deadlines.
B3.1 Contribute to the positive management of any differences, disagreements and conflicts that arise in the team.
B3.1 Make their personal contribution in the time expected and with the resources available.
B3.1 Take active part and share information, knowledge and experiences.
B3.1 Take into account the points of view of others and give constructive feedback.
 B15 B4.1 Autonomously adopt the appropriate learning strategies in every situation.
B4.1 Set their own learning objectives.
 B16 B4.2 Ask the appropriate questions for solving doubts or open questions, and search for information with criteria.
B4.2 Select a procedure from among the possibilities suggested by the lecturer.
 B17 B5.1 Analyse their own limitations and potential for undertaking a particular task.
B5.1 Decide how to manage and organize the work and time required to carry out a task from the basis of a general plan.
B5.1 Decide how to manage and organize the work and time.
B5.1 Reflect on their learning process and learning needs.
 B18 B5.2 Direct the decision-making process in a participative manner.
B5.2 Can draw up strategies for solving problems.
B5.2 Can get support from others to guarantee the success of their decisions.
B5.2 Can provide alternative solutions to the same problem and assess possible risks and advantages.
B5.2 Select the information required to solve problems using objective criteria.
 B19 B5.3 Follow a logical method for identifying the causes of a problem.
Type C Code Learning outcomes
 C1 Express opinions on abstract or cultural topics in a limited fashion.
Explain and justify briefly their opinions and projects.
Understand instructions about classes or tasks assigned by the teaching staff.
Understand routine information and articles.
Understand the general meaning of texts that have non-routine information in a familiar subject area.
Write letters or take notes about foreseeable, familiar matters.
 C2 Understand basic computer hardware.
Understand the operating system as a hardware manager and the software as a working tool.
Use software for off-line communication: word processors, spreadsheets and digital presentations.
Use software for on-line communication: interactive tools (web, moodle, blogs, etc.), e-mail, forums, chat rooms, video conferences, collaborative work tools, etc.
 C3 Locate and access information effectively and efficiently.
Critically evaluate information and its sources, and add it to their own knowledge base and system of values.
Have a full understanding of the economic, legal, social and ethical implications of accessing and using information.
Reflect on, review and evaluate the information management process.
 C5 Respect fundamental rights and equality between men and women.
Be respectful of and promote human rights and the principles of universal accessibility, equal opportunities, non-discrimination and universal accessibility for th ose with special educational needs.
Be respectful of the values of a culture of peace and democracy.

Contents
Topic Sub-topic
Introducció. Introducció i conceptes preliminars.
Capítol 1. Litografia ultraviolada i visible. Concepte de litografia òptica. Litografia òptica convencional. Resines. Instrumentació. La microelectrònica com la força impulsora de la miniaturització. Límits de la litografia òptica. Litografia òptica avançada.
Capítol 2. Litografia de feix d'electrons. Introducció a la litografia de feix d'electrons. Òptica amb electrons: Sistemes de litografia de feix d'electrons (Electron beam lithography, EBL). Les interaccions electrons-materials sòlids. Exposició: Resines. Efectes de proximitat. Tecnologia del procés. Aplicacions.
Capítol 3. Tecnologia de feix d'ions focalitzat. Interacció ió-sòlid. Polvorització i Redepòsit. Acanalament. Electrons secundaris. Feixos de ions focalitzats (FIB). Atac iònic i atac iònic assistit per gas. Dipòsit per gas assistit per ions. Sistemes FIB d'un sol feix i de doble feix. Litografia per feix d'ions. Nanomanipulació. Aplicacions.
Capítol 4. Tècniques litogràfiques no convencionals I: tècniques de AFM. Litografies basades en microscopies de camp proper: Introducció a la microscòpia de sonda de rastreig. Resum dels mètodes litogràfics de sonda de rastreig. Manipulació atòmica (STM). La manipulació dels objectes i les molècules. Indentació / repositori local. Nanolitografia d'oxidació local. Dispensat local de líquids i molècules (incloent Dip Pen nanolithography). Nanofabricació en paral•lel.
Capítol 5. Tècniques litogràfiques no convencionals II: impressió, estampat i tècniques d'AFM. Litografies d'estampat. Termoplàstics: temperatura de transició vítria. Estampat en calent i nanoimpressió. Curat de termoplàstics mitjançant llum ultraviolada. Replicat. Litografies suaus
Capítol 6. Tècniques de dipòsit i creixement.
Procés de creixement. Evaporació. Epitàxia de feixos moleculars. Polvorització catòdica. Dipòsit assistit per ions. Ablació amb làser. Dipòsit de fase química Dipòsit assistit mitjançant plasma. Mètode de dipòsit de Langmuir-Blodgett.
Capítol 7. Processament de capes. Gravat mitjançant química seca i humida. Processos de lift-off. Gravat reactiu i assistit mitjançant plasma. Gravat iònic.
Capítol 8. Processos de fabricació global. Fabricació d'estructures complexes utilitzant les tècniques descrites en els temes anteriors. Proposta d'alternatives i complementarietat de tècniques.

Planning
Methodologies  ::  Tests
  Competences (*) Class hours
Hours outside the classroom
(**) Total hours
Introductory activities
1 0 1
Lecture
A1
B16
25 50 75
Assignments
B9
B14
C1
6 12 18
Presentations / expositions
B9
C1
4 4 8
Personal tuition
3 4.5 7.5
 
Extended-answer tests
A1
B15
C1
1 2 3
 
(*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher.
(**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies
  Description
Introductory activities Una sessió introductòria per tal de proporcionar una visió general de l'assignatura i el seu paper en el marc de la nanociència i la nanotecnologia.
Lecture Sessions cobrint els principis bàsics, modes d’operació, aplicacions i limitacions fonamentals de les tècniques de nanofabricació i nanoprocessat
Assignments Exercicis individuals i petites presentacions a classe sobre un tema molt específic que els estudiants han de treballar i presentar individualment.
Presentations / expositions Els estudiants es dividiran en grups i cada grup durà a terme una exposició oral sobre el treball que han desenvolupat durant el curs.
Personal tuition Reunions amb els estudiants, ja sigui de forma individual o grupal, per tal de millorar el seu rendiment.

Personalized attention
Description
Dr. Albert Romano: Prof. Albert Romano-Rodriguez Professor Titular d'Universitat MIND-IN2UB - Departament d'Electronica Universitat de Barcelona c/ Marti i Franques, 1 E-08028 Barcelona Spain tel: +34 93 403 91 56 FAX: +34 93 402 11 48 e-mail: aromano@el.ub.es Dr. Francesc Pérez-Murano: Prof. Francesc Perez-Murano NEMS and Nanofabrication IMB-CNM. CSIC CAMPUS UAB. 08193 Bellaterra.Spain Phone: +34 93 594 77 00 (ext. 2113) e-mail: francesc.perez@imb-cnm.csic.es Dr. Manuel Varela: M. Varela Applied Physics and Optics Dept. University of Barcelona c/ Martí i Franquès, 1 08028 Barcelona mvarela@ub.edu

Assessment
Methodologies Competences Description Weight        
Assignments
B9
B14
C1
Treballs en grup sobre un tema molt específic que els estudiants han de treballar i presentar. 10-20%
Presentations / expositions
B9
C1
Els estudiants es dividiran en grups i cada grup durà a terme una exposició oral sobre el treball que han desenvolupat durant el curs. 30-40%
Extended-answer tests
A1
B15
C1
proves on han de desenvolupar una o més temàtiques 40-60%
Others  
 
Other comments and second exam session

Durant les proves avaluatives, els telèfons mòbils, tablets i altres aparells alectrònics que no siguin expressament autoritzats per la prova, han d'estar apagats i fora de la vista


Sources of information

Basic M.J. Madou , Fundamentals of microfabrication: the science of miniaturization. , CRC Press , 2002
B. Bushan et al. , Springer Handbook of Nanotechnology , Springer, 2006
J.N. Helbert, Handbook of VLSI Microlithography - Principles, Tools, Technology and Applications. , William Andrew Publishing/Noyes , 2001
H.S. Nalwa (editor) , Encyclopedia of nanoscience and nanotechnology , American Scientific Publishers , 2004
Z. Cui , Micro-Nanofabrication: Technology and Applications , Springer Verlag , 2006
M. Ohring , Materials Science of Thin Films , Academic Press , 2002
J.A. Venables , Introduction to Surface and Thin Film Processes , Cambridge University Press , 2001

Complementary

Journals in the field of Nanotechnology

Applied Physics and Chemical Synthesis

Proceedings of conferences in the field of the subject

Recommendations

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
CLEAN ROOM TRAINING/20705207

(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.