Design of Micro and Nanosystems

lelec2895  2020-2021  Louvain-la-Neuve

Design of Micro and Nanosystems
En raison de la crise du COVID-19, les informations ci-dessous sont susceptibles d’être modifiées, notamment celles qui concernent le mode d’enseignement (en présentiel, en distanciel ou sous un format comodal ou hybride).
5 crédits
30.0 h + 30.0 h
Q1
Enseignants
Langue
d'enseignement
Anglais
Thèmes abordés
Ce cours s'inscrit dans l'offre de cours ELEC en MEMS & NEMS, micro et nanotechnologies. LELEC2895 est consacré à la compréhension et à la conception de dispositifs micro-électromécaniques (MEMS), aux transducteurs (capteurs, actuateurs) réalisés dans des technologies de micro et nanofabrication, à leur co-intégration aux circuits intégrés, à leurs simulations et caractérisations multiphysiques, à leur fiabilité et à leur interconnexion.
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1 Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil électriciens», ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :
  • AA1.1, AA1.2, AA1.3
  • AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.4, AA2.5
  • AA3.1, AA3.2, AA3.3
  • AA4.2, AA4.3, AA4.4
  • AA5.1, AA5.2, AA5.3, AA5.4, AA5.5, AA5.6
  • AA6.1, AA6.3, AA6.4
À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :
  • Décrire les principes de transduction et les effets d'échelle
  • Interpréter un cahier des charges de conception d'un MEMS
  • Concevoir des MEMS et NEMS et utiliser des outils pour la simulation  multiphysique
  • Identifier les circuits électroniques adaptés aux MEMS et NEMS
  • Identifier les techniques de fabrication nécessaire à l'obtention de ces dispositifs et catégoriser les problèmes d'origine thermomécaniques qui conditionnent le bon fonctionnement d'un MEMS
  • Analyser la fiabilité des dispositifs miniaturisés
  • Présenter par écrit (rapport) et oralement (transparents) les résultats d'un projet de groupe (de 2 à 4 étudiants)
 
Contenu
1. Méthodologie de conception de MEMS
2. Effets d'échelle et principes de transduction
3. Capteurs et actuateurs: électriques, mécaniques, thermiques, optiques, (bio)chimiques, etc...
4. Procédés de micro et de nanofabrication
5. Sélection de circuits d'interfaçage électronique
6. Simulations multiphysiques
Méthodes d'enseignement

En raison de la crise du COVID-19, les informations de cette rubrique sont particulièrement susceptibles d’être modifiées.

Le cours est typiquement organisé en
  • 10 séances de cours en classes inversées, appuyées par la résolution en groupe de nombreux exemples et cas
  • 1 séance de tutoriel sur les outils logiciels 
  • 3 sessions de travaux pratiques de conception avec encadrement
  • 1 séance de séminaire industriel
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

En raison de la crise du COVID-19, les informations de cette rubrique sont particulièrement susceptibles d’être modifiées.

Le cours fait l'objet d'une évaluation continuée pour 2/3 de la note finale durant le semestre lors de la remise de rapports de travaux de groupe sur les séances de travaux pratiques, et pour 1/3 par un examen oral individuel en session. L'examen en session se fait à livre fermé mais assisté par le formulaire de cours. La répartition des notes peut être dérogée en cas de différence flagrante des performances entre les travaux écrit et la prestation orale finale, auquel cas seule la note de cette dernière sera considérée. 
Autres infos
Le cours LELEC2560 Micro and Nanofabrication Techniques est un pré-requis utile. Des connaissances de base en électronique, physique du solide, science des matériaux et chimie sont un avantage.
Bibliographie
Supports
  • Transparents disponibles sur Moodle/Slides available on Moodle
  • Livre de référence disponible à la Bibliothèque des Sciences et Technologies/Reference book available at the Science and Technology Library (Ville Kaajakari, "Practical MEMS", Small Gear Publishing)
Support de cours
  • http://www.kaajakari.net/PracticalMEMS
Faculté ou entité
en charge
Force majeure
Méthodes d'enseignement
Le cours est organisé comme suit
  • 10 sessions de cours théoriques, basées sur des classes inversées aidées par la résolution en groupe d'étudiants de nombreux exemples et cas
  • 1 session de tutorat relative aux outils logiciels 
  • 3 sessions de travaux pratiques de conception, avec support pédagogique
  • 1 séminaire industriel
Les sessions se dérouleront en ligne. 
 
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
Le cours est soumis à une évaluation continue pour 2/3 de la note finale au cours du semestre lors de la présentation des rapports de travaux de groupe sur les séances de travaux pratiques, et pour 1/3 par un examen oral individuel en séance. L'examen en session est un examen oral à livre ouvert organisé en ligne. Pour préparer l'examen en session, chaque étudiant recevra une semaine avant la date prévue de l'examen un exercice à préparer individuellement et à soumettre en retour avant l'examen. Cette préparation permettra de soutenir en partie les discussions lors de l'examen oral. La distribution des notes peut être annulée en cas de différence notable entre le travail écrit et la performance orale finale, auquel cas seule la note de cette dernière sera prise en compte.
 


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil physicien

Master [120] : ingénieur civil électricien

Master [120] : ingénieur civil en chimie et science des matériaux

Master de spécialisation en nanotechnologies