Mikrosystémy

Vztahy:

Podmínkou zápisu na předmět B2M34MST je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Garant předmětu:

Miroslav Husák

Přednášející:

Adam Bouřa, Miroslav Husák, Michal Kočí, Alexandr Laposa

Cvičící:

Adam Bouřa, Michal Kočí, Alexandr Laposa

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Předmět se zabývá systémovou integrací uplatňovanou při návrhu digitálních a analogových systémů s uplatňováním systémového inženýrství, řeší propojení různých typů moderních elektronických systémů na čipu a externích. Ukazuje na nové možnosti realizace a aplikace integrovaných mikrosoučástí pracujících s různými fyzikálními a biochemickými principy a veličinami využívajícími především MEMS technologii, zvyšování spolehlivost se všemi jejími atributy. Předmět představuje moderní akční prvky mikroaktuátory, jejichž činnost je založena na základních fyzikálních a biochemických principech, včetně základních aplikací v mikromanipulaci, mikrorobotech, mikropohonech, mikrochirurgii, multimédiích, medicíně, průmyslu, řízení, automobilismu, apod. V předmětu jsou uvedeny principy dotykových displejů, mikrogenerátorů energie. Jsou zde zmíněny základní prvky využití nanotechnologií a nanoelektronických struktur, základní mikrosystémové technologie.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A2M34MST

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Mikrosystém a mikrosystémové struktury, energetické domény, význam, interdisciplinarita, aplikace, systémová integrace digitálních a analogových systémů, multičipového uspořádání

2. Fyzikální jevy, metody návrhu, propojení systémů na čipu a externích, řízení procesu návrhu, komunikace a vyhodnocování, spolehlivost systémů a její zvyšování zejména integrací

3. Parametry mikroaktuátorů, scaling

4. Taktilní senzory a dotykové displeje, biometrické součásti, od grafitu ke grafenu

5. Základní mechanismy a struktury využívané v mikroaktuátorech

6. Elektrostatické lineární a rotační komponenty akčních členů - základní fyzikální principy činnosti a aplikace

7. Elektrostatické mikromanipulátory a mikromotory

8. Piezoelektrické mikroakční mechanismy, mikromotory a mikromanipulátory

9. Tepelný a magnetický princip - mikroakční mechanismy

10. Mechanické systémy pro mikroakční mechanismy

11. Chemické a biochemické principy - mikroakční mechanismy, inteligentní mikrosystémové struktury pro chemickou a biochemickou analýzu, Lab-on-Chip

12. RF MEMS a MOEMS struktury, konstrukce MEMS komponent a RF prvků (elektronické přepínače, filtry, optické přepínače, optická zrcátka, laditelné kapacity a další)

13. Mikrogenerátory elektrické energie typu Energy harvesting

14. Nanosystémy

Osnova cvičení:

1. Úvodní cvičení - bezpečnost, semestrální projekty, pokyny

2. Výběr semestrálního projektu / Přihlášení na exkurzi

3. Úvod do programu Coventor a Ansys

4. Simulace v Ansys

5. Simulace v Ansys

6. Simulace v Ansys / Příprava na exkurzi - Masarykova universita v Brně

7. Exkurze MU Brno, výroba v čistých prostorách

8. Simulace v Ansys

9. Laboratorní cvičení - výroba tenzometru na materiálové tiskárně

10. Měření parametrů vyrobených struktur

11. Měření úloh

12. Prezentace semestrálních projektů

13. Prezentace semestrálních projektů

14. Náhradní měření, zápočet

Cíle studia:

Získání nových poznatků o současné a budoucím vývoji systémů na čipu, integraci na čipu elektrických a neelektrických akčních systémů, využití základních fyzikálních jevů pro aplikace v elektronice, optice, komunikacích, medicíně, ale i v letectví a kosmickém prostoru, v oblasti realizace miniaturních generátorů z oblasti obnovitelných zdrojů mimo fotovoltaiky.

Studijní materiály:

[1] Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008

[2] Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997

[3] Tuller,H.L, Microactuators, Kluwer 1998

Poznámka:

Rozsah výuky : 14 před + 14 lab

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/enrol/index.php?id=2108

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:C3-54 Husák M. 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-54místnost T2:B2-s141a Bouřa A. Laposa A. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice učebna CEMISmístnost T2:B2-s141a Bouřa A. Laposa A. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice učebna CEMIS místnost T2:C3-54 Husák M. 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-54
Út	místnost T2:B2-s141a Bouřa A. Laposa A. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice učebna CEMIS
St
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a komunikace - Elektronika (povinný předmět programu)
• Elektronika a komunikace - Technologie internetu věcí (povinný předmět programu)