Física dels Dispositius de Memòria

• Professorat
• Hores setmanals
• Competències
• Objectius
• Continguts
• Activitats
• Metodologia docent
• Mètode d'avaluació
• Bibliografia
• Web links
• Capacitats prèvies

Professorat

Responsable

• Gemma Sese Castel ( )

Altres

• Jordi Martí Rabassa ( )

Hores setmanals

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques comunes

• CT1 - Demostrar coneixement i comprensió de fets essencials, conceptes, principis i teories relatives a la informàtica i a les seves disciplines de referència.
  • CT1.1A - Demostrar coneixement i comprensió dels conceptes fonamentals de la programació i de l'estructura bàsica d'un computador. CEFB4. Coneixement dels fonaments de l'ús i de la programació dels computadors, dels sistemes operatius, de les bases de dades i, en general, dels programes informàtics amb aplicació a l'enginyeria.
  • CT1.1B - Demostrar coneixement i comprensió dels conceptes fonamentals de la programació i de l'estructura bàsica d'un computador. CEFB5. Coneixement de l'estructura, funcionament i interconnexió dels sistemes informàtics, i dels fonaments de la seva programació.
  • CT1.2A - Interpretar, seleccionar i valorar conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics relacionats amb la informàtica i la seva aplicació a partir dels fonaments matemàtics, estadístics i físics necessaris. CEFB1: capacitat per a resoldre els problemes matemàtics que es plantegin en la enginyeria. Aptitud per a aplicar els coneixements sobre: àlgebra, càlcul diferencial i integral i mètodes numèrics; estadística i optimització.
  • CT1.2B - Interpretar, seleccionar i valorar conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics relacionats amb la informàtica i la seva aplicació a partir dels fonaments matemàtics, estadístics i físics necessaris. CEFB2. Capacitat per a comprendre i dominar els fonaments físics i tecnològics de la informàtica: electromagnetisme, ones, teoria de circuits, electrònica i fotònica i la seva aplicació per a la resolució de problemes propis de l'enginyeria.
  • CT1.2C - Interpretar, seleccionar i valorar conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics relacionats amb la informàtica i la seva aplicació a partir dels fonaments matemàtics, estadístics i físics necessaris. CEFB3. Capacitat per a comprendre i dominar els conceptes bàsics de matemàtica discreta, lògica, algorísmica i complexitat computacional, i la seva aplicació per al tractament automàtic de la informació mitjançant sistemes computacionals i la seva aplicació per a la resolució de problemes propis de l'enginyeria.
• CT8 - Planificar, concebre, desplegar i dirigir projectes, serveis i sistemes informàtics en tots els àmbits, liderar-ne la posada en marxa, la millora contínua i valorar-ne l'impacte econòmic i social.
  • CT8.1 - Identificar tecnologies actuals i emergents i avaluar si són aplicables, i en quina mesura, per a satisfer les necessitats dels usuaris.
  • CT8.4 - Elaborar el plec de condicions tècniques d'una instal·lació informàtica que compleixi els estàndards i la normativa vigent.

Competències Transversals

Raonament

• G9 [Avaluable] - Capacitat de raonament crític, lògic i matemàtic. Capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats. Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'avaluació.
  • G9.2 - Capacitat d'anàlisi i de síntesi, capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi, i d'interpretar-ne els resultats de manera crítica. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i d'utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats de manera crítica.

Objectius

1. Comprensió del funcionament de les noves tecnologies per a l'emmagtzemament de dades en ordinadors, mòbils, càmeres, tauletes, etc.
   Competències relacionades: CT8.1, G9.2, CT1.1B, CT1.2B,
2. Comprensió dels camp magnètics i les seves interaccions
   Competències relacionades: CT1.2A, CT1.2B,
3. Comprensió del fenomen de la inducció magnètica i les seves aplicacions a la tecnologia
   Competències relacionades: CT1.2A, CT1.2C, CT1.2B,
4. Comprensió de les característiques de les ones electromagnètiques i les seves aplicacions
   Competències relacionades: CT1.2A, CT1.2C, G9.2, CT1.2B,
5. Comprensió dels principis bàsics de la Física Quàntica i les seves aplicacions
   Competències relacionades: CT1.2A, CT1.2C, G9.2, CT1.2B,
6. Comprensió del làser i les seves característiques
   Competències relacionades: CT1.2C, G9.2, CT1.2B,
7. Comprensió del funcionament dels dispositius electrònics i optoelectrònics
   Competències relacionades: CT1.2C, CT8.1, G9.2, CT1.2B,
8. Ús d'instruments específics de laboratoris d'electrònica, magnetisme i òptica (oscil·loscopi, multímetre digital, mesura de camps magnètics-sonda Hall, làser, etc.)
   Competències relacionades: CT8.4, G9.2,
9. Realització d'anàlisi de dades i ús de gran varietat de fonts d'informació
   Competències relacionades: CT1.2A, CT1.2C, G9.2, CT1.1A,

Continguts

1. 1. CAMP MAGNÈTIC
   1.1. El magnetisme en la natura. Experiment d'Oersted.
   1.2. Forces magnètiques sobre càrregues i corrents: força de Lorentz.
   1.3. Efecte Hall. Sensors d'efecte Hall.
   1.4. Línies de camp.
   1.5. Generació de camps magnètics. Llei de Biot-Savart.
2. 2. INDUCCIÓ MAGNÈTICA
   2.1. Fenòmens d'inducció.
   2.2. Llei de la inducció magnètica.
   2.3. Corrents de Foucault.
   2.4. Energia Magnètica.
   2.5. Materials diamagnètics, paramagnètics i ferromagnètics.
   2.6. Memòries magnètiques. Memòries ferroelèctriques. Motors dels discos durs.
3. 3. ONES ELECTROMAGNÈTIQUES
   3.1. Espectre electromagnètic.
   3.2. Propagació. Lleis de la reflexió i la refracció. Fibres òptiques.
   3.3. Polarització (per absorció, reflexió, i dispersió). Birrefringència. Instruments òptics.
   3.4. Interferència. Difracció. Xarxes de difracció.
   3.5. Memòries òptiques i magnetoòptiques. Memòries hologràfiques.
4. 4. FÍSICA QUÀNTICA
   4.1. Introducció: efecte fotoelèctric i efecte Compton, idees sobre relativitat especial, espectres atòmics, model de Bohr
   4.2 Propietats ondulatòries de les partícules
   4.3 Principi d'incertesa de Heisenberg
   4.4 Equació de Schrödinger
   4.5 Efecte túnel: Scanning Tunneling Microscope, díode d'efecte túnel
   4.6 Teoria quàntica atòmica: àtom d'hidrogen, spin de l'electró, taula periòdica dels elements
   4.7 Aplicacions: magnetoresistència gegant, Ressonància Magnètica Nuclear
5. 5. LÀSER
   5.1. Incandescència i luminescència
   5.2. Teoria quàntica de la radiació d'Einstein
   5.3. Elements essencials d'un làser
   5.4. Característiques de la llum làser
   5.5. Classificació dels làsers
   5.6. Aplicacions generals dels làsers
6. 6. DISPOSITIUS ELECTRÒNICS I OPTOELECTRÒNICS
   6.1. Teoria de la conductivitat: semiconductors.
   6.2. Transistors MOSFET.
   6.3. Memòries flash. Circuits de memòria. Teoria de l'escalat. Fabricació de circuits integrats.
   6.4. Semiconductors de gap directe i indirecte. LED. Díode làser
   6.5. Fotoconductivitat. Fotodíodes. Cèl·lules solars. Sensors CCD i sensors MOS
   6.6. Cel·les DRAM. Miniaturització

Activitats

Activitat Acte avaluatiu

Metodologia docent

Mètode d'avaluació

Bibliografia

Bàsica:

• Física per a la ciència i la tecnologia - Tipler, P.A.; Mosca, G, Reverté, 2010. ISBN: 9788429144314
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003852859706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Física per a estudiants d'informàtica - Giro, A, Editorial Universitat Oberta de Catalunya, 2005. ISBN: 8497881443
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002942319706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Introduction to optics - Pedrotti, F.L.; Pedrotti, L.S.; Pedrotti, L.M, Pearson Prentice-Hall, 2007. ISBN: 0131499335
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003540549706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Electronic devices and circuits - Millman, J.; Halkias, C.C, McGraw-Hill Book Co., 1967. ISBN: 0070423806
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991000324439706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Complementaria:

• Fundamentals of physics - Halliday, D.; Resnick, R.; Walker, J, John Wiley & Sons , 2013. ISBN: 1118230728
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991001123079706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Solid state electronic devices - Streetman, B.G.; Banerjee, S.K, Pearson , 2016. ISBN: 9781292060552
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991005130378906711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Fiber optic communications - Palais, J.C, Prentice-Hall , 2005. ISBN: 0138954429
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002926329706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Optics - Hecht, E, Pearson , 2017. ISBN: 9781292096933
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004081839706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Web links

• Llibre electrònic recomanat com a bibliografia complementària http://cataleg.upc.edu/record=b1460877~S1*cat

Capacitats prèvies