Plano de Estudos

Nanofísica Nan

Contextos

ECTS

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Introdução dos principais conceitos em Nanofísica, e da forma como as propriedades de um material são alteradas com a redução da dimensão. Caracterização de alguns sistemas nanométricos com grande importância tecnológica. Compreensão de alguns efeitos apenas observáveis em sistemas nanométricos como o efeito de Hall quântico. O aluno deve entender a modificação das propriedades físicas nos sistemas nanométricos e a aplicabilidade destes sistemas em dispositivos.

Programa

1. Introdução: o âmbito da Nanofísica. 2. Conceitos básicos no estudo dos sólidos (Síntese). Formação de um sólido. Estados electrónicos. 3. Semicondutores e dispositivos 4. Sistema nano-estruturado 2d – Poço quântico - Realização experimental. Gás de electrões bidimensional. Transporte 2d versus transporte 3d 5. Superfícies e interfaces. Estados eletrónicos de superfície. 6. Sistema nano-estruturado 1d - Realização experimental. Sistema de electrões 1d. Transporte balístico - Fórmula de Landauer. Resistência de contacto. Centros dispersores e livre percurso médio. Conexão com o transporte difusivo. 7. Efeito do campo magnético nos estados electrónicos. Efeito Hall quântico 8. Coerência de fase - Transporte versus transmissão. Formalismo de Landauer-Büttiker. 9. Sistemas 0D - gota quântica num metal. Bloqueio de Coulomb. Transístor a 1 eletrão. 10. Sistemas 0D – agregados nanométricos. Propriedades ópticas 11. Nanopartículas magnéticas / Eletrónica de spin.

Método de Avaliação

O ensino realiza-se através de aulas de exposição teóricas e aulas teorico-práticas para discussão de questões colocadas pelos alunos ou temas relacionados com os exercícios propostos. Em algumas aulas TP é proposto aos alunos a resolução individual de questões rápidas, sendo essas questões discutidas depois da sua resolução. Para consolidação dos temas apresentados os alunos devem resolver séries de problemas e ler alguns artigos como trabalho autónomo para além do estudo regular da matéria. A classificação final resulta da média pesada de três componentes na modalidade de avaliação periódica/contínua: Resolução de problemas curtos nas aulas práticas (30%);resolução de exercícios e discussão e análise de artigos propostos ou resolução de questões fora das aulas (40%);Teste escrito realizado no final do período de aulas (30%).

Carga Horária

Bibliografia

Principal

• Introduction to Solid State Physic: Charles Kittel 2005 Kittel, C., Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons, 8th ed
• Mesoscopic electronics in solid state nanostructures: T. Heinzell 2010 Heinzell, T., Mesoscopic electronics in solid state nanostructures, Wiley - VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2nd ed (2007) or 3rd ed (2010)
• Nanoscience: Nanotechnologies and Nanophysics: C. Dupas, P. Houdy, M.Lahmani 2007 Dupas, C., Houdy, P., Lahmani, M., Nanoscience: Nanotechnologies and Nanophysics, (Springer) 2007

Secundária

• Electronic Transport in Mesoscopic Systems: Supriyo Datta 1997 S. Datta, "Electronic Transport in Mesoscopic Systems", (Cambridge Univ. Press) 1997
• Nanotechnology for Microelectronics and Optoelectronics: J. M. Martinez-Duart, R.J. Martin Palma, F. Agullo Rueda 2006 Martinez-Duart, J.M., Martin Palma, R.J., Agullo Rueda, F., Nanotechnology for Microelectronics and Optoelectronics, (Elsevier) 2006
• slides das aulas na página Moodle: Margarida Cruz 2018

Disciplinas de Execução

2023/2024 - 2 Semestre

2026/2027 - 2 Semestre

2025/2026 - 2 Semestre