Νανοηλεκτρονικές Διατάξεις (ΕΕΕ.8-3.6)

Υποχρεωτικό μάθημα του Η εξαμήνου στον Γ κύκλο Σπουδών 'Ηλεκτρονικά Ενσωματωμένα Συστήματα'. Το μάθημα μπορούν το πάρουν σαν μάθημα επιλογής οι φοιτητές που έχουν επιλέξει τους Α και Β κύκλους Σπουδών.

Διδασκαλία: 4 ώρες διαλέξεων ανά εβδομάδα.

Υποστηρικτικό Υλικό: Στο σύνδεσμο 'Έγγραφα' σε αυτή τη σελίδα, θα βρείτε τα Logbooks. Κάθε φοιτητής τυπώνει το δικό του Logbook και το φέρνει μαζί του στις διαλέξεις. Τι είναι τα logbooks: Περιέχουν ερωτήσεις, ασκήσεις, σχήματα και άξονες για γραφικές παραστάσεις που αναφέρονται στην ύλη που διδάσκεται. Κάθε φοιτητής σημειώνει στο δικό του Logbook, τις απαντήσεις και λύσεις που παρουσιάζονται κατά την διάρκεια των διαλέξεων. Το περιεχόμενο κάθε διάλεξης είναι διατυπωμένο με την μορφή ερωτήσεων και ασκήσεων, οπότε αποτυπώνεται πιο ξεκάθαρα τι διδάσκεται. Εάν κάποιος φοιτητής απουσιάζει, μπορεί να δει ποιο είναι το υλικό και τα θέματα που δεν παρακολούθησε. Οι φοιτητές ενθαρρύνονται να συνεργάζονται στην τάξη καθώς θα λύνονται τα θέματα που περιέχονται στο Logbook. Στον σύνδεσμο 'Έγγραφα' υπάρχουν σημειώσεις με πολλές λυμένες ασκήσεις που καλύπτουν τις ανάγκες του μαθήματος. Επίσης υπάρχουν παρουσιάσεις σε μορφή video των διαλέξεων.

Η προσέγγιση: Η προσέγγιση που έχει υιοθετηθεί για την διδασκαλία του μαθήματος βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην προσέγγιση από 'κάτω προς τα πάνω' (bottom-up) που έχει αναπτύξει ο Supriyo Datta από το Πανεπιστήμιο του Purdue. Η περιγραφή αυτή ξεκινάει με έννοιες της κβαντομηχανικής εφαρμοσμένες σε άτομα και μόρια και προχωράει στην κλίμακα των νανο-ηλεκτρονικών διατάξεων και τις χαρακτηριστικές ρεύματος-τάσης. Η μαθηματική γλώσσα της περιγραφής έχει κρατηθεί απλή. Για το μεγαλύτερο μέρος των διαλέξεων αρκούν οι γνώσεις των αλγεβρικών εξισώσεων, αλλά χρησιμοποιούνται διαγράμματα και άλλες συμπληρωματικές τεχνικές που αντικαθιστούν τα περίπλοκα μαθηματικά. 

Διδάσκονται εισαγωγικές έννοιες όπως ενεργειακές καταστάσεις σε μέταλλα και ημιαγωγούς, πυκνότητα καταστάσεων, κατανομή Fermi-Dirac, ενεργός μάζα. Η διδασκαλία των νανοδιατάξεων ξεκινάει με την μελέτη της αγωγής μέσα από μία κατάσταση και συνεχίζεται με τις χαρακτηριστικές I-V σε nano-transistors. Επιπλέον διδάσκεται η φραγή Coulomb, τα transistors ενός ηλεκτρονίου. Τέλος γίνεται μια σύντομη εισαγωγή σε διατάξεις που στηρίζουν την λειτουργία τους σε πλασμονικούς συντονισμούς. Περισσότερες λεπτομέρειες για το περιεχόμενο του μαθήματος υπάρχουν στο Πρόγραμμα Σπουδών του Τμήματος.