Detail předmětu
MEMS a NEMS systémy
FSI-TSY Ak. rok: 2024/2025 Letní semestr
Předmět seznamuje studenty s výpočtem a s technologií výroby MEMS a NEMS systémů. Prostřednictvím případových studií se studenti naučí navrhovat MEMS senzory a akční členy, které splňují sadu specifikací (citlivost, frekvenční charakteristiku, přesnost, linearitu). Na základě znalostí základních principů budou studenti také schopni sami MEMS a NEMS systémy nejen navrhovat, vytvářet jejich výrobní postupy ale také je i vyrobit.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
3
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
kinematika, pevnost a pružnost, materiálové vědy, povrchy a tenké vrstvy
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Klasifikovaný zápočet: účast ve cvičeních, na konci semestru bude ohodnocen zadaný samostatný projekt.
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.
Učební cíle
Cílem předmětu je studenty seznámit s principy a technologickými postupy výroby MEMS a NEMS systémů, jako jsou metody litografie a povrchového mikro/nanoobrábění. Studenti se seznámí s reálnými vlastnostmi a návrhy jednotlivých typů MEMS a NEMS systémů při optimálním využití počítačů. Také budou schopni při navrhování těchto systémů použít získané dovednosti a znalosti z oblastí přípravy tenkých vrstev, elektronové a optické mikroskopie a konstruování.
Tento předmět umožňuje studentům získat znalosti o konstrukci pokročilých MEMS a NEMS systémů vzhledem k jejich správné mechanické funkčnosti. V rámci výuky budou studenti systematicky seznamováváni s jejich funkcí, technologiemi výroby a jeich aplikacemi, tak aby mohli tyto mechanismy navrhovat.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-PMO-P: Přesná mechanika a optika, magisterský navazující, povinný
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CLS: Předměty letního semestru, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., nepovinná
Osnova
1. Úvod do MEMS a NEMS systémů
2. Základní principy mikromechaniky pro MEMS a NEMS systémy
3. Základní materiály pro návrh MEMS a NEMS systémů
4. Základní mikro a nanotechnologie výroby, volba vhodné výrobní technologie
5. Procesy pro hromadné mikroobrábění MEMS systémů
6. Návrh akčního MEMS/NEMS členu s využitím kapacitního, elektrostatického, tepelného principu
7. Návrh akčního MEMS/NEMS členu s využitím piezoresistivního, piezoelektrického, magnetického a optického principu
8. Návrh MEMS/NEMS snímače s využitím kapacitního, elektrostatického, tepelného principu
9. Návrh MEMS/NEMS snímače s využitím piezoresistivního, piezoelektrického, magnetického a optického principu
10. MEMS systémy v optoelektronice a v biomedicíně
11. Aplikace MEMS v automobilovém a leteckém průmyslu
12. Aplikace MEMS v informatice a telecomunikacích
Cvičení s počítačovou podporou
13 hod., povinná
Osnova
Počítačová podpora přednášené výuky – konstrukční návrhy vybraných MEMS a NEMS mechanismů.