Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elektronika spinowa
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IET-1-709-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
7
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
Stobiecki Tomasz (stobieck@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
Stobiecki Tomasz (stobieck@agh.edu.pl)
dr inż. Skowroński Witold (skowron@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki i inżynierii materiałowej potrzebną do projektowania i wytwarzania nanourządzeń: elektroniki spinowej. ET1A_W02, ET1A_W05 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Student zna podstawy metod projektowania, wytwarzania, charakteryzowania i testowania nanourzadzeń: spintronicznych (zawory spinowe), pamięci MRAM, oscylatory mikrofalowe. ET1A_W02, ET1A_W01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Student zna i rozumie podstawy zjawisk fizycznych, na których opierają się metody stosowane w nanotechnologiach systemów cienkowarstwowych dla urządzeń elektroniki spinowej. ET1A_W21, ET1A_W25, ET1A_W01
Umiejętności
M_U001 Student umie integrować odpowiednie prawa i zasady poznane na wykładzie oraz pozyskane z literatury, potrafi dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski. ET1A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperyment, symulację oraz pomiary charakterystyk elektrycznych, magnetycznych i optycznych. Potrafi również w oparciu o nabytą wiedzę zaprojektować analogowe i cyfrowe układy elektroniczne współpracujące z nanourządzeniem cienkowarstwowym. ET1A_U03, ET1A_U04 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole, opracować szczegółową dokumentację wyników z realizacji eksperymentu, zawierającą ich analizę i wnioski. ET1A_U02, ET1A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. ET1A_K04 Aktywność na zajęciach
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur. ET1A_K03 Aktywność na zajęciach
M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. ET1A_K02 Aktywność na zajęciach
M_K004 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. ET1A_K01 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki i inżynierii materiałowej potrzebną do projektowania i wytwarzania nanourządzeń: elektroniki spinowej. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawy metod projektowania, wytwarzania, charakteryzowania i testowania nanourzadzeń: spintronicznych (zawory spinowe), pamięci MRAM, oscylatory mikrofalowe. + - + - - - - - - - -
M_W003 Student zna i rozumie podstawy zjawisk fizycznych, na których opierają się metody stosowane w nanotechnologiach systemów cienkowarstwowych dla urządzeń elektroniki spinowej. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student umie integrować odpowiednie prawa i zasady poznane na wykładzie oraz pozyskane z literatury, potrafi dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperyment, symulację oraz pomiary charakterystyk elektrycznych, magnetycznych i optycznych. Potrafi również w oparciu o nabytą wiedzę zaprojektować analogowe i cyfrowe układy elektroniczne współpracujące z nanourządzeniem cienkowarstwowym. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole, opracować szczegółową dokumentację wyników z realizacji eksperymentu, zawierającą ich analizę i wnioski. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur. + - + - - - - - - - -
M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. + - + - - - - - - - -
M_K004 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Celem przedmiotu jest przekazanie wiedzy, wykształcenie teoretycznych i praktycznych umiejętności z nanotechnologii cienkowarstwowej w zakresie: elektroniki spinowej. Student potrafi w laboratorium zaprojektować nanourządzenia spintroniczne oraz zmierzyć i przeanalizować ich podstawowe charakterystyki.
Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w formie wykładu (14 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (28 godzin). Tematyka wykładu podzielona jest na następujące sekcje:

1. Podstawy fizyczne nanoelektroniki cienkowarstwowej. Technologie wytwarzania i nanostrukturyzacji systemów wielowarstwowych (litografia optyczna, elektronowa, FIB).
2. Elektronika spinowa podstawowe zjawiska:
- proces przemagnesowywania cienkiej warstwy ferromagnetycznej,
– międzywarstwowe magnetyczne sprzężenia wymienne w układach wielowarstwowych,
- zjawiska magnetorezystancyjne w cienkich warstwach: anizotropowy efekt magnetorezystancyjny (AMR), gigantyczna magnetorezystancja (GMR), tunelowa magnetorezystancja (TMR), anomalny efekt Halla.
3. Podstawowe charakterystyki polowe i prądowo-napięciowe: zaworów spinowych GMR i TMR, magnetycznych złącz tunelowych (MTJ).
4. Charakteryzacja magnetyczna i strukturalna układów wielowarstwowych stosowanych w elementach AMR i GMR:
- pomiary pętli histerezy magnetycznej: magnetooptyczny efekt Kerra (MOKE), magnetometr wibracyjny (VSM),
- dyfrakcja rentgenowska XRD, transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM).
5. Urządzenia elektroniki spinowej: czujniki magnetorezystancyjne, dyski i głowice (HDD), pamięci operacyjne (MRAM i STTRAM), oscylatory mikrofalowe (STO), nanoukłady magnetyczne sterowane polem elektrycznym.
6. Aparatura technologiczna do nanoszenia nanostruktur magnetycznych.
7. Aparatura i metody mikro – i nanostrukturyzacji.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Wprowadzenie do LabVIEW oraz do systemów pomiarowych.
2. Badania elementów elektroniki spinowej na przykładzie zaworu spinowego GMR i złącza tunelowego TMR – pomiar podstawowych charakterystyk elektrycznych i magnetycznych.
3. Komercyjne czujniki magnetorezystancyjne typu: AMR, GMR i TMR – pomiary charakterystyk.
4. Pomiary pola magnetycznego z użyciem czujnika AMR/GMR.
5. Pomiary natężenia prądu elektrycznego z użyciem czujnika GMR.
6. Pomiary prędkości kątowej z wykorzystaniem czujników AMR/Halla.
7. Pomiar kąta z użyciem czujnika TMR.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 82 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 12 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Przygotowanie do zajęć 14 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 14 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa obliczana jest zgodnie z regulaminem studiów, jako średnia ważona ocen: testu z wykładu i oceny końcowej ćwiczeń laboratoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

• Znajomość: elektromagnetyzmu, optyki i podstaw fizyki ciała stałego (półprzewodniki, magnetyzm)
• Teoria obwodów, podstawy elektroniki analogowej i cyfrowej.
• Znajomość zgadanień z miernictwa elektronicznego
• Podstawowa znajomość środowiska LabVIEW

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Rainer Waser, Nanoelectronics and Information Technology (Advanced Electronic Materials and Novel Devices), Wiley-VCH 2003
2. S. Tumański, Thin Film Magnetoresistive Sensors, IOP Publ., Bristol, 2001
3. T. Stobiecki, Urządzenia elektroniki spinowej, Wydawnictwa AGH (2012)
4. R. Sroka, Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych dla specjalności pomiary technologiczne i biomedyczne, Wydawnictwa AGH (2010)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak