Micro and nanostructure engineering 2nd year

This course will be focused on the main nanofabrication and characterization techniques used in clean-rooms in research laboratory and semi-industrial environments for the fabrication of current and future semiconductor devices. It will combine regular lectures and a practical training on nanobiotechnology in clean room facilities.

Outline
This course will include a first part covering the main nanofabrication and characterization techniques used in clean-rooms and
a second part dedicated to a practical training.

• The first part will be taught as regular lectures. The principles of these techniques will be presented and illustrated through concrete examples obtained in the clean-rooms of the Minatech Campus in Grenoble. This course will provide you with the basics of technological steps, thin film deposition techniques, lithography processes, and advanced characterization used during the fabrication of single devices up to their large-scale integration.
• The practical training (second part) will consist in the construction of a micro-patterned device using state-of-the art microfabrication techniques. Fluorescently marked cells will be deposited on the constructed micropatterns and different cell.

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Module pratique permettant aux étudiants d’élaborer des matériaux et de les caractériser ensuite via différentes techniques. L’ensemble de ces travaux pratiques se déroule dans les instituts (CEA, institut Néel) afin de permettre aux étudiants d’utiliser des méthodes d’élaboration moderne issue de la recherche en nanosciences et l’utilisation d’appareils de caractérisation à la pointe de la recherche moderne actuelle.

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Ce cours se concentrera sur la description des matériaux à l’échelle micrométrique et nanométrique

Ce cours est divisé en trois parties :

La première concerne la description de la physique particulière présente à l’échelle nanométrique en raison du grand rapport surface/volume et des phénomènes de confinement quantique présent à cette échelle dans les matériaux. La deuxième concerne la mécanique des nanostructures, propriété essentielle à comprendre dans le cadre par exemple du développement de la microélectronique et enfin un descriptif complet des propriétés et applications des matériaux métalliques allant de la métallurgie à l’échelle nanométrique.

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Ce cours se concentrera sur la préparation et les propriétés physiques des différentes étapes de préparation des éléments structurées permettant le développement de la micro-électronique.

Ce cours présentera les différents aspects de la chimie dans la micro-électronique, les différentes étapes de préparation permettant la production de MEMS (microsystème électromécanique) ainsi que les techniques optiques de caractérisation des différentes étapes d’élaboration des matériaux utilisés dans la micro-électronique.

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Ce cours se concentrera sur les méthodes d’élaboration et les propriétés des différents matériaux nanostructurés permettant le développement des nanotechnologies (couches minces structurées, nanoparticules…) et de la micro-électronique (lithographie) mais aussi l’élaboration de batteries actuellement développées par l’industrie ou en développement (recherche académique et/ou en développement industriel).

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Ce cours se concentrera sur les méthodes spectroscopiques de caractérisations des nanomatériaux : Diffraction des rayons X, spectroscopie IR ET Raman, spectrométrie SIMS, méthode XPS.

Chaque méthode de caractérisation est développée de manière théorique durant quelques heures de CM avant que chaque utilisation concrète des techniques soit illustrée via des travaux pratiques effectués au sein des instituts de recherche des sites Grenoblois (CEA, Institut Néel) permettant aux étudiants de comprendre l’utilité de chaque technique pour la caractérisation d’échantillons réels issue de la recherche.

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Ce cours se concentrera sur les différentes méthodes de microscopie permettant la caractérisation des nano- ou micro-structures : microscopie électronique à Balayage (MEB), microscopie électronique en transmission (MET), microscopie à force atomique (AFM), microscopie à effet tunnel (STM), ou la spectroscopie/microscopie neutronique.

Chaque méthode de microscopie est développée de manière théorique durant quelques heures de CM avant que chaque utilisation concrète des techniques soit illustrée via des travaux pratiques effectués au sein des instituts de recherche des sites Grenoblois (CEA, Institut Néel) ou les plateformes technologiques (nanomonde…) permettant aux étudiants de comprendre l’utilité de chaque technique pour la caractérisation d’échantillons réels issue de la recherche.

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Ce cours se concentrera sur l’utilisation de la programmation informatique pour des applications scientifiques : utilisation de Labview, Matlab, Python et le développement de plan d’expériences permettant l’élaboration d’une méthodologie pensée et élaborée indispensable à la recherche scientifique.

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Alternance de 10 à 12 mois en entreprise dans les secteurs d’activités suivant :

Micro-électronique, équipementiers, micro et nanotechnologies, optique, métallurgie.

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Ce cours se concentrera sur la formation aux étudiants à l’élaboration de curriculum vitae et lettre de motivation, à la préparation aux entretiens d’embauche dans le monde industriel. Une large partie de cet enseignement sera aussi consacrée à la gestion de projets et à la notion d’innovation.

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