Appunti VERIFICATO
Dispense professoressa Garino
Politecnico di Torino nanotechnologies for icts (nanotecnologie per le ict) Curriculum percorso nazionale 2020
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Il corso introduce la scienza dei materiali per le MEMS, spiegando come sintesi e lavorazione determinino struttura e proprietà. I semiconduttori sono fondamentali grazie alle loro caratteristiche intermedie tra conduttori e isolanti, permettendo il controllo elettrico tramite drogaggio. Si analizzano i legami chimici primari (ionico, covalente, metallico) e secondari che definiscono le classi di materiali come metalli, ceramiche, semiconduttori e polimeri.
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- Le MEMS sono sistemi micro-elettromeccanici integrati su un substrato comune che sfruttano tecnologie di microfabbricazione per realizzare sensori, dispositivi ottici e motori miniaturizzati con dimensioni nell'ordine dei micrometri.
- Ingegneria dei materiali studia la relazione tra sintesi, struttura cristallina e proprietà finali, dove il processo determina la struttura che a sua volta influenza le prestazioni del materiale come l'elettricità o la duttilità.
- I substrati nelle MEMS sono attivi nel trasdurre segnali meccanici in elettrici; si utilizzano prevalentemente semiconduttori monocrystallini di silicio e germanio grazie alla loro conducibilità controllabile tramite drogaggio.
- Le proprietà dei solidi dipendono dai legami chimici primari (ionico, covalente, metallico) che definiscono se un materiale è conduttore come i metalli o isolante/termo-resistente come le ceramiche e polimeri con energie di legame variabili.
- La struttura cristallina può essere monofase con proprietà anisotrope direzionali o policristallina con orientazioni casuali dei grani, mentre il fenomeno del polimorfismo permette a materiali come la TiO2 o il carbonio di esistere in forme diverse con caratteristiche fisiche distinte.
- Le scale dimensionali influenzano drasticamente le proprietà meccaniche e termiche: passando da dimensioni macroscopiche a quelle micro (3-100 micrometri) cambiano fenomeni come la crescita termica, la duttilità e l'affaticamento ad alto ciclo.
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