I kurset vil du lære at analysere og designe nanosystemer, samt i et vist omfang vurdere hvordan de skal anvendes i praksis, og hvornår det i det hele taget kan betale sig. I kurset vil du sætte dig ind i en række centrale nanosystemers virkemåde, gøre rede for hvordan de laves, og vurdere hvordan de kan optimeres og anvendes i praksis.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Gør rede for hvad en nanosensor er, samt beregne simple elektro- og elektromekaniske nanosensorers egenskaber
Designe simple nanosensorer med forståelse for begrænsninger givet af fabrikationsteknikker
Vurdere hvorledes nanosensorer kan anvendes inden for bioteknologi og medicin
Gøre rede for fabrikation og systemintegration samt elektriske og mekaniske egenskaber af nanorør/nanotråde
Designe simple prototyper af mekaniske/elektriske sensorer med integrerede nanorør/nanotråde
Beregne egenskaberne af sådanne sensorer, og vurdere disses relevans i forhold til konkrete applikationer som kemiske sensorer og scanning probe spidser
Beskrive og skelne mellem de overordnede optiske egenskaber af materialer af forskellige dimensioner (3D, 2D, 1D, 0D), samt almindelige optiske målemetoder til karakterisering af disse materialer
Forklare de principper, der ligger til grund for kontaktfri, optisk måling af ledningsevne i nanopartikler
Sammenligne forskellige modeller til beskrivelse af ledningsevne i nanopartikler og bedømme disse metoders nyttighed i konkrete situationer
Gøre rede for hvorledes lav-dimensionale elektronsystemer – 2-dimensional elektrongasser, kvantetråde, kvanteprikker, supergitre og resonante tunneldioder – realiseres i halvleder heterostrukturer.
Analysere de eksperimentelle betingelser for eksperimentelle betingelser for observation af kvantiseret ledningsevne, Couloumb blokade og negativ differentiel modstand.
Analyse relationer, der beskriver basale egenskaber for lav-dimensionale elektronsystemer ud fra eksperimentelle data, som de forefindes i vídenskabelige artikler.
Kursusindhold:
Nanoteknologi har store potentielle anvendelser, og dette kursus omhandler viden og teknologi der kan gøre disse anvendelser til virkelighed.
Et "nanosystem" er en sensor, instrument eller chip hvis funktion afhænger af at en del af systemet er en nanostruktur, eller nanostruktureret. For at designe og skabe et nanosystem, vil du komme til at arbejde med de fysiske egenskaber af nanostrukturer (fx. nanotråde, resonatorer, kvanteprikker, kvantetråde, nanorør, molekyler), såvel som deres funktion når de er integreret i et system. Det gælder også om at kunne vurdere hvornår det kan betale sig at benytte en nanoteknologisk løsning i stedet for en konventionel.
Kurset er tæt knyttet til konkrete anvendelser af nanoteknologi inden for områderne (1) mekaniske og biologiske nanosensorer, (2) nanosystemer baseret på kulstof nanorør og nanotråde, (3) nanooptiske systemer og (4) lav-dimensionelle kvantesystemer.
Undervisningen er en dynamisk og interaktiv vekslen mellem korte forelæsninger, diskussioner, småprojekter og opgaveregninger, hvor du bliver udfordret på mange forskellige fronter.
Litteratur:
Kurset er baseret på noter, suppleret med videnskabelige artikler og lærebogsafsnit der vil blive udleveret mod dækning af kopieringsudgifter.
