OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso intende aiutare lo studente a sviluppare una critica forma mentis nell’affrontare lo studio dei sistemi elettronici basati su sensori attraverso un approccio metodologico che riguardi più scale dimensionali, a partire dalla fisica e dalla struttura microscopica dei materiali per arrivare al comportamento macroscopico di microsistemi e di strutture complesse per la sensoristica. Verranno in particolare approfondite le principali classi di materiali, processi, dispositivi e relative soluzioni tecnologiche per la progettazione, modellazione, realizzazione e caratterizzazione di sistemi con esempi applicativi in ambito robotico, biomedicale, ambientale e di realtà virtuale

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base della fisica associata ai materiali e ai dispositivi e sensori in modo da comprendere i meccanismi  di funzionamento dei sensori e poterli correlare agli aspetti progettuali e tecnologici.

Si intende anche formare lo studente in modo che sia sensibile agli aspetti applicativi e di tipo innovativo. In tali contesti si intende fornire un know-how su tematiche attuali e di punta quali la sensoristica tattile, l'elettronica flessibile e stretchabile per grandi aree fondata su dispositivi alle scale nano e micro e i sistemi elettronici indossabili.

Lo studente avrà anche modo di svolgere alcune esercitazioni teorico-sperimentali che consentiranno di prendere diretto contatto con specifici strumenti di modellazione e apprendere l'uso di tecniche base di caratterizzazione sperimentale in ambito sensoristico.

MODALITA' DIDATTICHE

• Lezioni frontali tenute dai docenti 
• Si prevedono inoltre alcune ESERCITAZIONI TEORICO-SPERIMENTALI, con l’obiettivo della  familiarizzazione dello studente all’uso di strumenti di modellazione quali ad esempio multifisica, SPICE, simulink e di tecniche di caratterizzazione sperimentale del tipo DMA (Dynamic Mechanical Analysis).

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Materiali per l’elettronica e la sensoristica
• Processi e tecnologie di microfabbricazione e caratterizzazione
• Strutture e dispositivi per la sensoristica
• Caso di studio: sensoristica tattile
• Elettronica flessibile e stretchabile fondata su dispositivi alle scale nano e micro
• Applicazioni: Sistemi elettronici indossabili 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Dispense fornite dai docenti

Fisica dei semiconduttori

• K. Krane, Modern Physics, Wiley & Sons (1996).
• J.H. Davies, The Physics of Low-dimensional semiconductors, Cambridge Press (2000)

Processi e tecnologie di microfabbricazione e caratterizzazione 

• B. Bhushan, Springer Handbook of Nanotechnology, ,New York: Springer, 2010.

Materiali per l’elettronica e la sensoristica

• T. Ikeda, Fundamentals of Piezoelectricity, Oxford University Press, 1989

Sensoristica tattile

• Ravinder S. Dahiya, Maurizio Valle, Robotic Tactile Sensing: Technologies and System, Springer, 2012

Elettronica flessibile e stretchabile fondata su dispositivi alle scale nano e micro

• Carlos Garcia Nunez, Fengyuan Liu, Sheng Xu, Ravinder Dahiya, Integration Techniques for Micro/Nanostructure-based Large-Area Electronics - Elements in Flexible and Large-Area Electronics, Cambridge University Press, 2018
• Tutorials su flexible / stretchable electronics:
  1. https://youtu.be/u_2YRTmOTWQ
  2. https://www.sophia.org/tutorials/wearable-flexible-electronics-basics

Applicazioni: Sistemi elettronici indossabili

• https://spectrum.ieee.org/biomedical/bionics/bionic-skin-for-a-cyborg-you