2021-2022 / PHYS3037-1

Nanofabrication : principles and techniques

Durée

25h Th, 15h Pr

Nombre de crédits

 Master en sciences chimiques, à finalité (AMIS)4 crédits 
 Master en sciences chimiques, à finalité (FAME+)4 crédits 
 Master en sciences physiques, à finalité4 crédits 
 Master en sciences physiques, à finalité (AMIS)4 crédits 
 Master en sciences physiques, à finalité (FAME+)4 crédits 
 Master en sciences physiques4 crédits 

Enseignant

Ngoc Duy Nguyen, Alejandro Silhanek

Coordinateur(s)

Ngoc Duy Nguyen

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Ce cours est une introduction aux principes et techniques de la nanofabrication. Il consiste en deux parties, détaillées comme suit :

PARTIE I - Nanolithographie
1. Photolithographie
2. Lithographie par faisceau d'électrons
3. Faisceau ionique focalisé - double faisceau
4. Autres techniques

PARTIE II - Synthèse de matériaux à l'échelle nanométrique
1. Adsorption en surface et mécanismes de croissance
2. Déposition physique en phase vapeur
3. Déposition chimique en phase vapeur
4. Procédés de gravure

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

A la fin de cet enseignement, les étudiants auront acquis les compétences suivantes :
* Intégrer les procédés de fabrication de dispositifs de dimensions micro et nanoscopiques en vue de réaliser des dispositifs particuliers,
* Utiliser des outils de dessins de fabrication,
* Réaliser des étapes de micro et nanofabrication en salle blanche,
* Caractériser les dispositifs micro- et nanométriques aux différentes étapes avec les outils disponibles dans la plateforme NanoFab de ULiège.

Savoirs et compétences prérequis

Des concepts de base en physique et/ou chimie des matériaux solides sont nécessaires. Une expérience en laboratoire de niveau bachelier est nécessaire. Un certain penchant pour l'art culinaire constitue un avantage.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Les concepts théoriques associés aux procédés impliqués dans la nanofabrication seront exposés aux séances de cours ex cathedra, en suivant le sommaire décrit ci-dessus. Un travail pratique en laboratoire devra être réalisé par les étudiants comme application directe de ces concepts et sera organisé selon le schéma suivant :
Labo-1 (2h) : Visualisation par microscopie électronique à balayage
Labo-2 (2h) : Génération de motifs ELPHY/KLayout/Ledit
Labo-3 (3h) : Spin coating + backing + test de dosage + développement + analyse
Labo-4 (2h) : Synthèse de matériaux par pulvérisation magnétron en radiofréquence
Labo-5 (2h) : Métallisation par évaporation sous faisceau électronique et lift-off
Labo-6 (4h) : Caractérisation et analyse (morphologie de surface, topographie du motif, transport électrique et propriétés magnétiques)
Les compétences acquises seront appliquées à la conception et à la fabrication d'un dispositif en particulier. Ce projet sera réalisé en groupes avec le support de ressources bibliographiques et avec l'assistance des enseignants.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Les séances de cours sur les concepts théoriques seront données en présentiel. Les travaux pratiques seront réalisés par les étudiants dans les laboratoires sous la direction des assistants et enseignants.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Liste de références utiles :
* Nanofabrication - Techniques and Principles, M. Stepanova and S. Dew, Editors, Springer 2012 (ISBN 978-3-7091-0423-1 e-ISBN 978-3-7091-0424-8 DOI 10.1007/978-3-7091-0424-8)
* The Materials Science of Thin Films, M. Ohring, Academic Press 1992, ISBN0-12-524990-X

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation orale

Travail à rendre - rapport


Explications complémentaires:

L'évaluation consistera d'une part en un rapport final de laboratoire suivant un format de trois pages (style publication scientifique), qui tiendra compte de l'avis des assistants et des enseignants concernant le travail des étudiants tout au long du quadrimestre, et d'autre part en une présentation orale du projet de laboratoire.

Stage(s)

Aucun.

Remarques organisationnelles

Les ressources du cours seront disponibles sur eCampus.

Contacts

Enseignants :
Prof. A. V. Silhanek (asilhanek@uliege.be)
Prof. N. D. Nguyen (ngocduy.nguyen@uliege.be)