Fisa disciplinei masterat Chiroiu

Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti
Facultatea Stiinte Aplicate
Anexa 3
FIŞ A DISCIPLINEI
1. DATE DE IDENTIFICARE
Titlul Disciplinei: Modelare şi Simulare în Micro-nanotehnologii
Denumirea programului de master: Metode matematice aplicative in stiintele
tehnice prin simulare virtuală a fenomenelor şi proceselor greu reproductibile în
laborator
5. CONŢINUTUL TEMATIC (SYLABUS)
a. Curs:
Capitolul Conţinutul Nr. ore
1 Introducere in micro/nano-inginerie si micro/nano-tehnologie
1.1. Analogii biologice
1.2. Sisteme microelectromecanice (MEMS) şi nanoelectromecanice
(NEMS)
1.3. Integrarea senzorilor, actuatorilor şi micro/nano-structurilor cu
micro/nano-electronică pentru producerea micro/nano-sistemelor
2 Concepte şi modele matematice
2.1. Scara de reprezentare
2.2. Elemente de electromagnetism
2.3. Elemente de mecanică newtoniană, ecuaţiile Lagrange şi Hamilton
2.4. Principii ale mecanicii şi termodinamicii
2.5. Elemente de mecanică cuantică şi structură atomică
2.6. Elemente de dinamică moleculară
3 Proiectare, modelare si simulare
3.1. Actuatori şi senzori
3.2. Tranzistori moleculari, circuite nano-electronice, puncte cuantice
3.3. Micro şi nano-maşini
3.4. Micro şi nano-motoare
3.5. Micro şi nano-rezonatori. Paleta rezonantă
4 Tehnici de procesare
4.1. Difuzie
4.2. Oxidare
4.3. Litografie electronică, fotolitografie
4.4. Depunere chimică/fizică prin vapori
4.5. Metalizare
5 Nanotuburi de carbon
5.1. Structură şi proprietăţi de rezistenţă şi amortizare
5.2. Modelul grinzilor cu zăbrele
5.3. Modele cuplate atomistic-continue
5.4. Intindere, compresiune, incovoiere şi torsiune
5.5. Conceptul liftului spaţial
5.6. Frânghii din nanotuburi de carbon
6 Aplicaţii bioanalitice
6.1. Sisteme microfluidice
1
2
4
4
4
4
2

6.2. Analiza şi sortarea celulelor, analiza DNA
6.3. Micro şi nano-transplanturi
6.4. Ingineria ţesuturilor
7 Microsisteme- giroscoape şi accelerometre
7.1. Senzori inerţiali
7.2. Modele şi performanţe
7.3. Principiul de funcţionare a giroscopului
7.4. Exemple de aplicaţie a giroscopului
7.5. Exemple de aplicaţie a accelerometrului
8 Materiale nanostructurate
8.1. Control structural al materiei la nivel atomic
8.2. Manufactură moleculară
8.3. Competiţie a principalelor calităţi
8.4. Materiale compozite pe bază de nanotuburi de carbon
8.5. Autoasamblare
4
4
Total: 28
b. Aplicaţii:
Laborator
(proiect) 1
Laborator
(proiect) 2
Laborator
(proiect) 3
Laborator
(proiect) 3
Conţinutul
Nr. ore
Simularea deformării nanotuburilor de carbon 4
Simularea funcţionării liftului spaţial 4
Simulare mişcare paleta rezonantă 3
Simulare funcţionare motor molecular 3
Total: 14
6. EVALUAREA
a) Activităţile evaluate şi ponderea fiecăreia:
Noţiuni şi principii de bază în nanotehnologie 10%
Concepte şi modele matematice 40%
Proiectare, modelare şi simulare 50%
b) Cerinţele minimale pentru promovare:
Inţelegerea diferitelor procedee tehnologice utilizate in fabricarea la micro şi nano scară. Cunoaşterea
elementelor fundamentale care stau la baza rezolvării unor probleme inginereşti de formulare,
modelare şi analiză a nanostructurilor.
c) Calculul notei finale:
Nl
nota laborator
40Nc
+ 60N
100
l
, cu Nc
nota cunoştinte teoretice
7. REPERE METODOLOGICE (modul de prezentare, materiale etc.).
- prelegeri la tabla,
- prezentari cu videoproiector,
- pagina web pe site http://fsa.curs.ncit.pub.ro
7. BIBLIOGRAFIA (3 – 5 titluri, inclusiv lucrările titularului de disciplină).
1. V.Chiroiu, P.Ştiucă, L.Munteanu, St.Donescu “Introducere în nanomecanică”, Ed. Academiei,
2006.
2. S.A.Campbell, “The science and engineering of microelectronics fabrication”, Oxford
University Press, 1997.
2

3. S.E. Lyshevski, “Nano- and microelectromechanical systems, Fundamentals of nano- and
microengineering”, CRC Press, 2001.
4. V.Chiroiu, L.Munteanu, P. Ştiucă, cap.2, ”On the modeling of nanostructured materials”, in
“Topics in Applied Mechanics”, vol.3, Ed. Academiei, 2006.
5. V.Chiroiu, L.Munteanu, V.P.Paun, P.P.Teodorescu “On the bending and torsion of carbon
nanotubes ropes” Progress in Nanoscience and Nanotechnology, Series of Micro and
Nanoengineering vol. 12, Ed. Academiei, 2008.
ŞEF DE CATEDRĂ
Prof. dr. Gh. Oprişan
TITULAR DE DISCIPLINĂ
dr. Veturia Chiroiu
3