Física de los Dispositivos de Memoria

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• Metodología docente
• Método de evaluación
• Bibliografía
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• Capacidades previas

Profesorado

Responsable

• Gemma Sese Castel ( )

Otros

• Jordi Martí Rabassa ( )

Horas semanales

Competencias

Competencias Técnicas

Competencias técnicas comunes

• CT1 - Demostrar conocimiento y comprensión de hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relativas a la informática y a sus disciplinas de referencia.
  • CT1.1A - Demostrar conocimiento y comprensión de los conceptos fundamentales de la programación y de la estructura básica de un computador. CEFB4. Conocimiento de los fundamentos del uso y programación de los computadores, los sistemas operativos, las bases de datos y, en general, los programas informáticos con aplicación en ingeniería.
  • CT1.1B - Interpretar, seleccionar y valorar conceptos, teorías, usos y desarrollos tecnológicos relacionados con la informática y su aplicación a partir de los fundamentos matemáticos, estadísticos y físicos necesarios. CEFB2. Capacidad para comprender y dominar los fundamentos físicos y tecnológicos de la informática: electromagnetismo, ondas, teoría de circuitos, electrónica y fotónica y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • CT1.2A - Demostrar conocimiento y comprensión de los conceptos fundamentales de la programación y de la estructura básica de un computador. CEFB5. Conocimiento de la estructura, funcionamiento e interconexión de los sistemas informáticos, así como los fundamentos de su programación.
  • CT1.2B - Interpretar, seleccionar y valorar conceptos, teorías, usos y desarrollos tecnológicos relacionados con la informática y su aplicación a partir de los fundamentos matemáticos, estadísticos y físicos necesarios. CEFB3. Capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos de matemática discreta, lógica, algorítmica y complejidad computacional, y su aplicación para el tratamiento automático de la información por medio de sistemas computacionales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • CT1.2C - Interpretar, seleccionar y valorar conceptos, teorías, usos y desarrollos tecnológicos relacionados con la informática y su aplicación a partir de los fundamentos matemáticos, estadísticos y físicos necesarios. CEFB1: Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantarse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: algebra, cálculo diferencial e integral i métodos numéricos; estadística y optimización.
• CT8 - Planificar, concebir, desplegar y dirigir proyectos, servicios y sistemas informáticos en todos los ámbitos, liderando su puesta en marcha, su mejora continua y valorando su impacto económico y social
  • CT8.1 - Identificar tecnologías actuales y emergentes y evaluar si son aplicables, y en qué medida, para satisfacer las necesidades de los usuarios.
  • CT8.4 - Elaborar el pliego de condiciones técnicas de una instalación informática que cumpla los estándares y la normativa vigente.

Competencias Transversales

Razonamiento

• G9 [Avaluable] - Capacidad de razonamiento crítico, lógico y matemático. Capacidad para resolver problemas dentro de su área de estudio. Capacidad de abstracción: capacidad de crear y utilizar modelos que reflejen situaciones reales. Capacidad de diseñar y realizar experimentos sencillos, y analizar e interpretar sus resultados. Capacidad de análisis, síntesis y evaluación.
  • G9.2 - Capacidad de análisis y síntesis, y capacidad de resolver problemas dentro de su área de estudio, e interpretar de forma crítica sus resultados. Capacidad de abstracción: capacidad de crear y utilizar modelos que reflejen situaciones reales. Capacidad de diseñar y realizar experimentos sencillos y analizar, e interpretar de forma crítica sus resultados.

Objetivos

1. Comprensión del funcionamiento de las nuevas tecnologías para el almacenamiento de datos en ordenadores, móviles, cámaras, tabletas, etc.
   Competencias relacionadas: CT8.1, G9.2, CT1.1B, CT1.2B,
2. Comprensión de los campos magnéticos y sus interacciones
   Competencias relacionadas: CT1.2A, CT1.2B,
3. Comprensión del fenómeno de la inducción magnética y sus aplicaciones a la tecnología
   Competencias relacionadas: CT1.2A, CT1.2C, CT1.2B,
4. Comprensión de las características de las ondas electromagnéticas y sus aplicaciones
   Competencias relacionadas: CT1.2A, CT1.2C, G9.2, CT1.2B,
5. Comprensión de los principios básicos de la Física Cuántica y sus aplicaciones
   Competencias relacionadas: CT1.2A, CT1.2C, G9.2, CT1.2B,
6. Comprensión del láser y de sus características
   Competencias relacionadas: CT1.2C, G9.2, CT1.2B,
7. Comprensión del funcionamiento de los dispositivos electrónicos y optoelectrónicos
   Competencias relacionadas: CT1.2C, CT8.1, G9.2, CT1.2B,
8. Uso de instrumentos específicos de laboratorios de electrónica, magnetismo y óptica (osciloscopio, multímetro digital, medida de campos magnéticos-sonda Hall, láser, etc.)
   Competencias relacionadas: CT8.4, G9.2,
9. Realización de análisis de datos y uso de gran variedad de fuentes de información
   Competencias relacionadas: CT1.2A, CT1.2C, G9.2, CT1.1A,

Contenidos

1. 1. CAMPO MAGNÉTICO
   1.1. El magnetismo en la naturaleza. Experimento de Oersted.
   1.2. Fuerzas magnéticas sobre cargas y corrientes: fuerza de Lorentz.
   1.3. Efecto Hall. Sensores de efecto Hall.
   1.4. Líneas de campo.
2. 2. INDUCCIÓN MAGNÉTICA
   2.1. Fenómenos de inducción.
   2.2. Ley de la inducción magnética.
   2.3. Corrientes de Foucault.
   2.4. Energía Magnética.
   2.5. Materiales diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.
   2.6. Memorias magnéticas. Memorias ferroeléctricas. Motores de los discos duros.
3. 3. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
   3.1. Espectro electromagnético.
   3.2. Propagación. Leyes de la reflexión y la refracción. Fibras ópticas.
   3.3. Polarización (por absorción, reflexión, y dispersión). Birrefringencia. Instrumentos ópticos.
   3.4. Interferencia. Difracción. Redes de difracción.
   3.5. Memorias ópticas y magnetoópticas. Memorias holográficas.
4. 4. FÍSICA CUÁNTICA
   4.1. Introducción: efecto fotoeléctrico y efecto Compton, ideas sobre relatividad especial, espectros atómicos, modelo de Bohr
   4.2 Propiedades ondulatorias de las partículas
   4.3 Principio de incertidumbre de Heisenberg
   4.4 Ecuación de Schrödinger
   4.5 Efecto túnel: Scanning Tunneling Microscope, diodo de efecto túnel
   4.6 Teoría cuántica atómica: átomo de hidrógeno, spin del electrón, tabla periódica de los elementos
   4.7 Aplicaciones: magnetorresistencia gigante, Resonancia Magnética Nuclear
5. 5. LÁSER
   5.1. Incandescencia y luminiscencia
   5.2. Teoría cuántica de la radiación de Einstein
   5.3. Elementos esenciales de un láser
   5.4. Características de la luz láser
   5.5. Clasificación de los láseres
   5.6. Aplicaciones generales de los láseres
6. 6. DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS Y OPTOELECTRÓNICOS
   6.1. Teoría de la conductividad: semiconductores.
   6.2. Transistores MOSFET.
   6.3. Memorias flash. Circuitos de memoria. Teoría del escalado. Fabricación de circuitos integrados.
   6.4. Semiconductores de gap directo e indirecto. LED. Diodo láser
   6.5. Fotoconductividad. Fotodiodos. Células solares. Sensores CCD y sensores MOS
   6.6. Celdas DRAM. Miniaturización

Actividades

Actividad Acto evaluativo

Metodología docente

Método de evaluación

Bibliografía

Básica:

• 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 Education Limited , 2016. ISBN: 9781292060552
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004107539706711&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

Capacidades previas