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. Il caso studio della sensoristica tattile, in un'ampia gamma di applicazioni in settori all'avanguardia come la Robotica soft, il monitoraggio della Salute, le interfacce (bioelettroniche) uomo-macchina e la protesica, verrà impiegato come modello per lo studio di sensori integrati in sistemi di sensing in cui elettronica e meccanica sono inscindibilmente legate nel determinare la risposta del sensore allo stimolo esterno. Ciò è stato pensato con lo scopo di fornire allo studente alcuni strumenti concreti per la progettazione, modellazione e caratterizzazione di tali sistemi.

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 ed estensibile, 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 dalla docente 
• Si prevedono inoltre alcune ESERCITAZIONI TEORICO-SPERIMENTALI, con l’obiettivo della  familiarizzazione dello studente all’uso di strumenti di modellazione multifisica (software ANSYS).

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

Sono inoltre previste alcune esercitazioni di laboratorio, cui seguiranno progetti individuali a cura dello studente

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Presentazioni fornite dalla docente

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

• W. D. Callister, D.G. Rethwisch, Materials Science and Engineering, 2015.

Elettronica flessibile ed estensibile fondata su dispositivi alle scale nano e micro

• T. Someya, Stretchable Electronics, 2011.

• 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

• Katsuyuki Sakuma, Flexible, wearable and stretchable Electronics (2020)

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