Master Nanowetenschappen en Nanotechnologie G. Groeseneken Programmadirekteur
The prophet: the vision or the dream ? The Classic Talk: “There’s Plenty of Room at the Bottom” Richard Feynman Noble Prize Physics 1965
”The principles of physics do not speak against the possibility of maneuvering things atom by atom. It is not an attempt to violate any laws; it is something, in principle, that can be done; but in practice, it has not been done because we are too big” ”I want to build a billion tiny factories, models of each other, which are manufacturing simultaneously, drilling holes, stamping parts, and so on.
1
Wat is Nanowetenschappen en Nanotechnologie ? Nanowetenschappen = studie van fenomenen en manipulatie van materialen op atomaire, moleculaire en macromoleculaire schaal (nanometers), waar de eigenschappen significant verschillen van die op grotere schaal !
Nanotechnologie = toepassing van nano-effecten en nanomaterialen, structuren en –concepten in (nieuwe) devices, systemen en produkten
Nanotechnologie ? Nanotechnologie: = Methoden and tools voor de fabricage en/of het gebruik van structuren op de nanometer schaal (1 to 100nm)
Influenza virus
100 nanometer (nm)
Atom
0.3 nanometer (nm)
NANOTECHNOLOGY
2
What is Special at the Nanoscale? nm 54 atoms Nano
24 outside • • • • • •
36 outside
Reactivity ~ outside atoms (chemical reactivity) Quantum properties change (optical properties different) Material properties change (strength, conduction, magnetic…) New materials by synthesis (1022) => nanotoxicity research! Chemical decoration possible (“hooks” to bio) …
A NEW FRONTIER TO BE DISCOVERED, ASSESSED AND APPLIED. WILL IMPACT ALL INDUSTRIES
Nanotechnology: Shaping the picture
Source: NSF
3
Wat is Nanowetenschappen en Nanotechnologie Nanowetenschappen = wetenschap van de kleine afmetingen (nm) Quantumfysica Scheikunde en biochemie op nm-schaal Nano-biologie en biofysica Materiaalwetenschappen Nanotechnologie = toepassingen van de kleine afmetingen (nm) Device en materiaal technologie IC-Procestechnologie Ontwerpmethodologie voor nanoelektronica Nieuwe devices en sensoren Bio-electronica Bio-nanosystemen en biomimetics
Nanowetenschappen en nanotechnologie
Key = multidisciplinariteit – grensvlak van verschillende wetenschappelijke disciplines
4
Nanotechnology-related Patents and publications
Government Nanotechnology R&D Investments (1997 - 2005)
5
Possible application area • • • • • • • • • •
Nanoelectronics Smart materials Sensors and biosensors Nanoscale biostructures Energy capture and storage Health Photovoltaics Environmental … …
Applications • "Nanotechnology is an area which has highly promising prospects for turning fundamental research into successful innovations. Not only to boost the competitiveness of our industry but also to create new products that will make positive changes in the lives of our citizens, be it in medicine, environment, electronics or any other field." • (European Commissioner for Science & Research, Janez Potočnik)
6
Van micro- tot nanoelektronica
Moore’s law: decreasing cost / function
Source: R. Kurzweil
7
Van micro- tot nanoelektronica TRENDS IN IC MATERIALS Materials
? High-k dielectrics Metal gates PZT, SBT Low-k dielectrics Cu, TiN
Al Si,SiO2 1970
Poly-Si
Si3N4
TiSi2 CoSi2 TaSi2 MoSi2 WSi2
1980
1990
W
2000
2010
Key technological breakthroughs: Top-down scaling Optische lithografie Nieuwe materialen
Nanofabrication Approaches: top-down vs bottom-up Machined
• “Top-down” nanofabrication Implementation of various techniques to remove, add or redistribute atoms or molecules in a bulk material to create a final structure.
Assembled
• “Bottom-up” nanofabrication Atomic and molecular scale directed self-assembly to create larger scale structures with engineered properties.
8
Nanowetenschappen Nanotechnologie Microelectronica
Moleculaire elektronica Organische elektronica Bioelektronica NanoMEMS Nanotechnologie
To p-d ow n
Scheikunde Biologie Atomaire manipulatie
Bottom-u
p
Top-down vs. bottom-up approach
21st Century ICT: The Post-PC era 15 more years of Moore and More than Moore… Before we reach quantum limits… WWW
Broadband Wireless Smart Sensors Personal Assistant and Actuators More Moore
Polymer Electronics
Dissapearing ICT
More Than Moore
On the way to…
9
Converging technologies (NBIC) Nanoelectronics
Biotechnology
Information Technology
Nanotechnology
Convergence on the Nano-Scale… BIOTECH
nm
4 0 µ m
µm
3 1 nm
transistor
cm
x109 NANOELECTRONICS
Fromherz
10
ICT interfaces Bio at Nano-Scale… action potential neurotransmitter Neuron
electrical chemical ICT Interpretation-control-transmission
Chip
IMEC-VIB K.U.Leuven
Alzheimer Parkinson Brain Research Neuroprobes…
© IMEC-HUJI 2003
Convergence on the Nano-Scale… BIOTECH
nm
µm
cm
NANOTECH Nano Particles
3 1 nm
transistor
x109 NANOELECTRONICS
11
Nanoparticles for cancer therapy
Source: imec
hyperbranched gold nanoparticles Nanomedicine, the application of nanotechnology in healthcare, offers numerous very promising possibilities to significantly improve medical diagnosis and therapy, leading to an affordable higher quality of life for everyone.
Smart Pills
1st generation : sense & communicate
2nd generation : also decide & act
12
Lab-on-a-Chip (IMEC Prostate Cancer Detection)
3
2
1
Silicon Chip
Micro Fluidics
Bio-Sensor
The PAMELA instrument….
Source: IMEC EU PAMELA PROJECT
Carbon Nanotubes, buckyballs, nanodraden
CNT transistoren
Carbon Nanotubes Buckyballs
First CNT transistor
D G S
2 µm Nanowires
R. Martel et al. Appl. Phys. Lett. 73 (1998) 2447.
13
Nano-Building Blocks Diameter : 1 nm
Nanotubes 100* steel strength Electronics, medicine…
Nanowires Transistors, batteries, catalysts …
H2 Storage TiO2 Membranes Anti-Adhesive Filters Sun Screen… (BASF)
Nano Particles
Carbon nanotube applications: High performance composites • Automotive (bumpers and other structural parts) • Marine, especially sailing boats (structural outer shell in carbon fiber composite, masts and other generic structural parts) • Industrial parts (rollers, doctor-blades and wind-mill blades) • Sporting equipments (bike frames, hockey sticks, tennis rackets, skis and golf shafts) • Aerospace (structural parts and interiors)
14
TiO2 for self –cleaning windows
TiO2 photocatalysis + oxidation
Hydrophilic surface
Zinc Oxide sunscreen
Nanophase zinc oxide
15
Nano silver: anti-bacterial
Silver Nano Health System) is a trademark name of an antibacterial technology which uses silver nanoparticles in washing machines, refrigerators, air conditioners, air purifiers and vacuum cleaners introduced by Samsung in April 2003 (Wikipedia)
Nanotechnology and energy
16
Thin Flexible Photovoltaic Cells Tiny solar cells can be printed onto flexible, very thin light-retaining materials.
Until recently, photovoltaic cells were derived from silicon semiconductor technology. Recent research into improving the efficiency of PV cells has gone into polymer materials. Plastic semiconductors are highly flexible but inefficient, converting less than 6% of the energy landing on them.
.
Currently, researchers use nanocrystals made of lead sulfide, which can be “tuned” to absorb wavelenghts from the red to the deep infrared. Combined with polymer sensitive to green and blue light, nanocrystals can convert red and infrared light to energy the polymer can turn into electrical current. Source : Koparka, Nanosys
Meer informatie over nanotechnologie •
http://www.nanotechnologyfordummies.com/Resources.html
•
http://www.viwta.be/files/Dossier2-VOLLDEF.pdf
•
http://cordis.europa.eu/nanotechnology/
•
ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/nano_brochure_e n.pdf
•
http://www.research.ibm.com/nanoscience/
•
http://aspbs.com/jnn/
•
http://www.royalsoc.ac.uk/landing.asp?id=1210
•
http://www.nano.org.uk/
•
http://www.nano.gov/
17
Outline •
Wat is Nanowetenschappen en Nanotechnologie ? – Wat is het ? – Voorbeelden – Toepassingen
•
Master Nanowetenschappen en Nanotechnologie – – – –
•
Structuur en instroom Overzicht vakkenclusters Master thesis Industriele stage
Erasmus Mundus Master Nanoscience and Nanotechnology – Wat is het ? – Structuur – Kandidaatstelling
•
Perspectieven
Nederlandstalige en Engelstalige Master Nederlandstalig traject met een Nederlandstalig diploma - bevat een (groot) deel Engelstalige vakken - meeste kernvakken zijn enkel in het Engels beschikbaar Engelstalig traject met een Engelstalig diploma - vooral Engelstalige vakken - minder aanbod van Engelstalige AVO’s Erasmus Mundus Master - uitsluitend Engelstalige vakken - studenten studeren een jaar aan andere universiteit - studenten krijgen twee diploma’s
18
Master Nanowetenschappen en Nanotechnologie • Interfacultaire master met cursussen uit drie verschillende faculteiten – Wetenschappen: departementen Fysica en Scheikunde – Ingenieurswetenschappen: departementen Elektrotechniek en Materiaalkunde – Bio-ingenieurswetenschappen – 3 Masters: Engelstalig traject, Nederlandstalig traject, Erasmus Mundus
Nanowetenschappen Nanotechnologie Toepassingen: nieuwe componenten en sensoren elektronische- en opto-elektronische systemen microgolftechniek micro-mechanische systemen en bio systemen zonnecellen biomedische toepassingen (e.g. drug delivery)
Vaardigheden: materiaalkeuze opbouw en ontwerp van structuren procesbeheersing manufacturing aspecten: betrouwbaarheid en yield fundamentele wetenschappen
Studenten: interesse voor basiswetenschap en technologie interesse voor nieuwe toepassingen in elektronica interesse in multidisciplinair kennisveld
19
Doelstellingen van de opleiding •
prepare the students for a professional career in a technical-industrial environment and in scientific research (either industrial or academic).
•
obtain mastery of the general principles in physics, chemistry, electronics and biology that play a role at the nanometer scale;
•
gain insight in the materials, fabrication and other experimental techniques that can be used on the nanoscale and their limitations;
•
develop skills in the field of theoretical analysis, fabrication, simulation and modeling.
•
Obtain in-depth knowledge of at least one specialization area within the field of nanoscience and nanotechnology
•
Obtain problem solving and design skills
•
Learn teamwork, communication skills
•
Intellectual competences: project management, societal and ethical aspects, quality manegement, etc.
•
European master in an international environment
Kernmerken • Multidisciplinair: op grensvlak van verschillende wetenschappelijke disciplines • Sterke band met recente vernieuwingen en wetenschappelijk onderzoek op gebied van nanotechnologie (o.m. via IMEC) • Toekomstgericht: grote verwachtingen voor nanotechnologie op brede waaier van toepassingsgebieden • Grote ruimte voor keuzevakken uit een groot aantal disciplines • Ook niet-technische (ethische, veiligheid, sociale) aspecten van nanotechnologie komen aan bod
20
Instroomschema Hoofd-nevenrichting combinaties Hoofd
bwk gmb cws
/ neven
Bouwkunde (BWK)
elt
wtk
mtk
X
X
tv
bb
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
cht
X
Geo-mijnbouw- (GMB)
X
Computerwetenschappen (CWS)
X X
Elektrotechniek (ELT) Werktuigkunde (WTK)
X
Materiaalkunde (MTK)
X
X
X X
X X
Chemische technologie (CHT)
X X
X X
X
Instroom is mogelijk van 19 verschillende Bachelor combinaties Sommige combinaties vereisen volgen van aantal schakelvakken (voorzien binnen de Master) Andere combinaties zijn mogelijk mits extra stp buiten de Maser !
Structuur van de Master: 120 stp ! Totaal 120 stp voor 2 jaar
Aanpassingsopleiding max 15 stp AVO (Algemeen Vormende Opleiding) 9-12 stp Kernopleiding 36 stp
Materiaalfysica en technologie voor nano-elektronica 6 stp Chemie op nanometerschaal 6 stp Technologie van geintegreerde systemen 6 stp Nanogestructureerde bio-macromoleculen 6 stp Mesoscopic physics 3 stp Projectwork Nanoscience or P&) Nanoelectronica 3 stp Gevanceerde nano-elektronica componenten 3 stp Capita Selecta van de Nanowetenschappen en Nanotechnologie: 3 stp
3 Afstudeerrichtingen 60 stp Burgerlijk Ingenieur
Bio-ingenieur
Natuurwetenschappen
Specifieke opleiding 15 stp Cluster 1 of Cluster 2
Specifieke opleiding 15 stp Cluster 4
Specifieke opleiding 15 stp Cluster 5 of Cluster 6
Verbredende opleiding 15 stp Keuzevakken uit Clusters 3-7 (of 9 stp + Ind. Stage)
Verbredende opleiding 15 stp Keuzevakken uit Clusters 1-3, 5-7 (of 9 stp + Ind. Stage)
Verbredende opleiding 15 stp Keuzevakken uit Clusters 1-4, 7 (of 9 stp + Ind. Stage)
Master thesis 30 stp
Master thesis 30 stp
Master thesis 30 stp
21
Aanpassingsopleiding (max 15 stp) Basisvakken die nodig zijn om de kernvakken te kunnen volgen, aanvulling op bachelor • Semiconductor devices
3 stp
Groeseneken/Heremans
• Elektronische basisschakelingen
3 stp
Steyaert
• Structure, synthesis and cellular function of macromolecules
3 stp
Vanderleyden
• Halfgeleider fysica
3 stp
• Quantum physics
3 stp
• Atoomtheorie, chemische periodiciteit en chemische binding
3 stp
Maes
Tamassia
Creemers
Aanpassingsopleiding
22
Kernopleiding (36 stp) Sem 1 • Materiaal fysica en technologie voor nanoelectronica
6 stp
•
6 stp
Heyns
Nanogestructureerde bio-macromoleculen Engelborghs
Sem 2 • Technologie van geintegreerde systemen
6 stp
•
Chemie op nanometer schaal
6 stp
•
Project work Nanoscience of P&O nanoelectronica
3 stp
Wouters/Van Hoof De Feyter
Stesmans/Van Hoof
Sem 3 • Geavanceerde nanoelectronica componenten
3 stp
•
Mesoscopic Physics
3 stp
Sem 2 en 4 • Capita Selecta NW/NT
3 stp
Van Rossum
Moshchalkov/Houssa/Stesmans
Maes
Capita Selecta NW/NT • Reeks seminaries over allerlei actuele topics ivm Nanowetenschappen en Nanotechnologie • Zowel technische als niet-technische aspecten (ethische, sociale, wetgeving, EHS, industrieel etc.) • Gespreid over 2 academiejaren, telkens in tweede semester, 2e jaars volgen enkel de videobroadcasted seminaries • Sommige worden georganiseerd door de 5 EMM partners via videoconferencing voor zowel lokale KUL als EMM studenten • Studenten moeten min ¾ van de seminaries bijwonen • Evaluatie = 2 rapporten (1/jaar, 1 eigen keuze, 1 opgelegd)
23
Projectwerk Twee praktijkvakken: een van beide verplicht -
keuze uit lijst van projectjes Groepjes van 2 tot 4 studenten (teamwerk leren) Leren onafhankelijk werken, voorbereiding van thesis Afsluiten met verslag en presentaties Beoordeling door coordinator en begeleiders
1) Project work Nanoscience (A. Stesmans coordinator) -
Georienteerd naar wetenschappelijk experimenteel werk
2) P&O Nanoelectronica (C. Van Hoof, coordinator) -
Georienteerd naar design van geintegreerd systeem
Project work Nanoscience Aim: to master the details of an “unknown” nano research aspect, and in taking initiative, develop research skills in a spirit of collaboration within a research environment. Examples of projects performed • STM study of self-assembly at the liquid-solid interface • Effect of polymorphs on preferential adsorption • Polycrystalline seed layers for thin-film solar cells • Epitaxial layers for high efficiency thin film solar cells • Guided motion and rectification of vortices in superconductors • Lab-on-chip technology based on digital microfluidics • Bio-electronic nose • In search of graphene
24
P&O (Practical design) Doel: een praktische micro/nano-systeem design cyclus (specs, why, how, implementation, test) in een beperkt tijdsbestekl – “System” = combinatie van sensors/actuators, microelektronica, embedded intelligence en verpakking – “micro/nano” = nadruk ligt op miniaturisatie beneden een gegeven platform
Opdracht = design, implement en test een functionele sensor voor een draadloze sensor node = combinatie van analoog, digitaal, draadloos, sensing, integratie, power generatie en opslag, packaging, ….
Algemeen Vormende Opleiding (9-12 stp) Een totaal van 9-12 stp te kiezen uit ruim aanbod van algemeen vormende vakken • Initiatie tot ondernemen • Engels in technische bedrijfsomgeving • Frans in technische bedrijfsomgeving • Recht van Intellectuele eigendom • Bouwrecht • ICT-recht • Economische aspecten van de energie • Plichtenleer van de ingenieur • Projectmanagement • Psychologische en sociale aspecten van de bedrijfsleiding • Expressievaardigheid in de technische bedrijfsomgeving ………
25
Clusters Cluster 1 – Device implementatie
Ingenieurs
Cluster 2 – Electronica 1 Cluster 3 – Electronica 2 Cluster 4 – Bionanotechnologie
Bio-ingenieurs
Cluster 5 – Nanochemie Cluster 6 – Nanofysica
Wetenschappen
Cluster 7 – Materialen Cluster 8 – Biologische systemen
Cluster 1: Device implementatie (15 stp) Sem 2
• Modellen en technologie voor electronische en opto-electronische systemen
3 stp
P. Heremans
Sem 3
• Geintegreerde RF componenten en schakelingen
3 stp
• Microsystemen en sensoren
3 stp
D. Shreurs
R. Puers
Sem 4 • Betrouwbaarheid en yield van geintegreerde
electronische componenten
3 stp
G. Groeseneken
• Fysische materiaalkarakterisatietechnieken voor electronische componenten
3 stp
W. Vandervorst
26
Cluster 2: Electronica 1 (15 stp) Sem 1
• Transistor modellen en electronische schakelingen
6 stp
P. Reynaert
Sem 2
• Design van digitale geintegreerde schakelingen
6 stp
W. Dehaene
Sem
3
• Computer architecturen
3 stp
R. Lauwereins
Cluster 3: Electronica 2 (15 stp) Cluster 3 kan enkel worden gekozen als verbredende opleiding (alle vakken zijn keuzevakken)
• Analoge bouwblokken voor signaalverwerking
6 stp
• Computergesteund analoog IC-ontwerp
3 stp
G. Gielen
G. Gielen
• Ontwerp van analoge geintegreerde schakelingen
6 stp
M. Steyaert
27
Cluster 4: Bionanotechnologie (15 stp) Sem 2
• Biosensors and bioelectronics
3 stp
• Nanobiology
3 stp
Lammertyn
Vanderleyden/Hofkens
Sem 4
• Micro and nanofluidics
6 stp
• Biomachines and biomimetics
3 stp
Nicolai/Lammertyn De Baerdemaeker
Cluster 5: Nano-chemie (15 stp) Sem 1
• Physical chemistry of polymers E. Nies
3 stp
Sem 2
• Electronic structure of molecular materials
3 stp
L. Chibotaru
Sem 3
• Nanostructure determination via electromagnetic radiation
3 stp
• Photophysics and photochemistry of molecular materials
3 stp
B. Goderis
M. Van der Auweraer
• Electrochemical methods of Inorganic Chemistry
3 stp
E. Matthijs
28
Cluster 6: Nano-fysica (15 stp) Sem 2
• Scanning probe microscopy
3 stp
C. Van Haesendonck
Sem 3
• Optical properties of solids
3 stp
G. Borghs
Sem 4
• Computational methods in solid state physics3 stp L. Chibotaru
• Magnetic resonance
3 stp
A. Stesmans
• Electronic transport
3 stp
A. Stesmans/M. Houssa
Cluster 7: Materialen (15 stp) Cluster 7 kan enkel worden gekozen als verbredende opleiding (alle vakken zijn keuzevakken) • Ceramics and powder metallurgy
6 stp
• Oppervlakte technologie
3 stp
• Functional properties
3 stp
• Hoogdisperse materialen: chemie en synthese
5 stp
• Materials characterization techniques II
3 stp
• Chemistry and characterization of surfaces and thin films
6 stp
J. Vleugels J. Celis
O. Van der Biest J. Martens
J. Seo/I. De Wolf
G. Maes, S. De Gendt
29
Cluster 8: Biologische systemen (15 stp) Cluster 8 kan enkel worden gekozen als verbredende opleiding (alle vakken zijn keuzevakken)
• Bio-response measurements and process control
3 stp
• Physical chemistry of biological systems
6 stp
D. Berckmans
Y. Engelborghs
• Mechanobiology
3 stp
Van Oosterwyck
• System physiology
3 stp
• Biophysics of Membranes
6 stp
G. Bultynck
K. Talavera Pérez
Master proef •
master thesis project is bedoeld om de student in contact te brengen met een multidisciplinaire onderzoeksomgeving
•
student kan een relevant onderzoeksproject kiezen uit een lijst van voorstellen
•
master proef gebeurt in nauwe samenwerking met doctoraatsstudenten, postdocs en professoren
•
lijst van voorstellen zullen op de website bekendgemaakt worden midden april, 3 keuzes maken tegen midden mei, toewijzing voor de examens 4 vormen van rapportering:
•
– – – –
Tussentijdse presentatie (feedback en bijsturing) Publiceerbare samenvatting (paper) Thesis boek Eindpresentatie
30
Voorbeelden Actuatoren in organische elektronica Suitable coatings for silicon-based imagers for space-born solar observation at (E)UV wavelengths Metalen nanopartikels voor hyperthermie behandeling van kanker Nanostructured Superconductor/Ferromagnet hybrids Gebruik van metaaloxides als optische tussenlaag in organische zonnecellen Cultuur van olfactorische neuronen voor de ontwikkeling van een bio elektronische neus Aptamers as biosensing tool on microparticles Organische geheugen transistoren met een oplaadbaar organisch gate diëlektricum Exchange bias in kobaltfilms geïnduceerd door zuurstofimplantatie: magnetisatieomkering en -diepteprofiel De grafeen nanoribbon veldeffect transistor Photoluminescence Investigation of InGaN/GaN QWs grown by MOVPE PEDOT gedeponeerde elektrodes voor in vivo registratie en stimulatie Hydrofobe metallische oppervlakken voor biomedische implantaat toepassingen
Industriele stage • Studenten kunnen 6 stp van de verbredende opleiding vervangen door een industriele stage • 9 overblijvende studiepunten als keuzevakken uit de verschillende clusters • Industriele stage loopt tijdens zomermaanden na eerste Masterjaar, evaluatie begin van 2e jaar • Student zoekt zelf een mogelijke stageplaats (binnen- of buitenland), hulp mogelijk door Programmadirekteur, docenten of stageverantwoordelijke
31
Meer informatie
http://www.kuleuven.be/nanotechnologie
Outline •
Wat is Nanowetenschappen en Nanotechnologie ? – Wat is het ? – Voorbeelden – Toepassingen
•
Master Nanowetenschappen en Nanotechnologie – – – –
•
Structuur en instroom Overzicht vakkenclusters Master thesis Industriele stage
Erasmus Mundus Master Nanoscience and Nanotechnology – Wat is het ? – Structuur – Kandidaatstelling
•
Perspectieven
32
Erasmus Mundus objectives Erasmus Mundus 2009-2013 is a cooperation and mobility programme of the EU in the field of higher education for: – the enhancement of quality in European higher education; – the promotion of the European Union as a centre of excellence in learning around the world; – the promotion of intercultural understanding through cooperation with Third Countries as well as for the development of Third Countries in the field of higher education.
Consortium Selected based on: - Excellence/expertise in the field of research in nanoscience and nanotechnology - Existence of a local English master NS/NT at the university - Willingness to participate in European EMM program
www.emm-nano.org
33
Erasmus Mundus Master • Europese Master over de disciplines van de vier partneruniversiteiten • Programma is volledig Engelstalig • KU Leuven is de coordinator van de Master • Studenten studeren eerste jaar aan KUL, tweede jaar aan een van de 3 partneruniversiteiten • Studenten ontvangen gemeenschappelijk diploma • KUL-EMM programma is een subset van de KUL Master • Aanvragen moeten ingediend worden voor 1 mei
Mobility scheme
34
Structure of the Master
Total 120 stp for 2 year
Introductory courses (max 12 ects - Leuven) Non-technical courses (9 ects - Leuven) Lecture series (3 ects - All) Core courses (30 ects - Leuven) 4 Graduating options Nanophysics (Chalmers/ Grenoble)
Nanochemistry
Specific courses (15 ects comp. + min 6 ects elective Leuven )
Nanoelectronics (Chalmers/ Dresden)
Biophysics
Bio-nanotechnology
(Dresden)
(Grenoble)
Specific courses (15 ects comp. + min 6 ects elective Leuven )
Specific courses (15 ects comp.+ min 6 ects elective Leuven)
Specific courses (15 ects comp.+ min 6 ects elective Leuven)
Specific courses (15 ects comp.+ min 6 ects elective Leuven)
Broadening courses (15 ects)
Broadening courses (15 ects)
Broadening courses (15 ects)
Broadening courses (15 ects)
Broadening courses (15 ects)
Master thesis (30 ects)
Master thesis (30 ects)
Master thesis (30 ects)
Master thesis (30 ects)
Master thesis (30 ects)
(Grenoble)
Kernopleiding (33 stp) Sem 1 • Material physics and technology for nanoelectronics 6 stp Heyns
• Nanostructured biomacromolecules
6 stp
• Mesoscopic Physics
3 stp
Sem 2 • Technology of integrated systems
6 stp
• Chemistry at nanometer scale
6 stp
• Project work Nanoscience or Practical design for nanoelectronics
3 stp
Engelborghs
Moshchalkov/Houssa/Stesmans
Wouters/Van Hoof De Feyter
Stesmans/Van Hoof
Sem 2 en 4 • Lecture Series NS/NT Maes
3 stp
35
EMM-Nano keuzevakken KUL Nanoelectronics (Chalmers and Dresden) Integrated RF components and circuits Schreurs
Models and technology of electronic and optoelectronic devices Heremans
Transistor models and electronic circuits Reynaert
Computer architectures De Coninck
Reliability and yield of integrated components Groeseneken
Physical Materials characterization for el. Devices Vandervorst
Design of digital integrated systems Dehaene
Microsystems and sensors Puers
Advanced nano-electronic components Van Rossum
Biosensors and bioelectronics Lammertyn
EMM-Nano keuzevakken KUL Nanophysics/nanochemistry (Grenoble and Chalmers) Nanostructure determination via electromagnetic radiation Goderis
Photophysics and photochemistry of molecular materials Van der Auweraer
Physical chemistry of polymers Nies
Electrochemical methods of inorganic chemistry Matthijs
Computational methods in solid state physics Cottenier/Chibotaru
Electronic structure of molecular materials Chibotaru
Scanning probe microscopy Van Haesendonck
Magnetic resonance Stesmans
Optical properties of solids Borghs
Electronic transport Houssa
Advanced nano-electronic components Van Rossum
36
EMM-Nano keuzevakken KUL Biophysics/bionanotechnology (Dresden, Grenoble) Bio-response measurements and process control Berckmans
Mechanobiology Van Oosterwyck
System physiology Bultynck
Physical chemistry of biological systems Engelborghs
Biosensors and bioelectronics Lammertyn
Nanobiology Vanderleyden/Hofkens
Micro and nanofluidics Nicolai/Lammertyn
Biomachines and biomimetics De Baerdemaeker
Biophysics of membranes Talavera Perez
Microsystems and sensors Puers
Role of the partners Graduating option
Nanophysics
Nanochemistry
Nanoelectronics
Biophysics
Bionanotechnology
KU Leuven
Introductory/Non-technical/Core/Graduating elective courses Chalmers
Graduating Broadening Thesis
Graduating Broadening Thesis
TU Dresden
JFU Grenoble
Graduating Broadening Thesis Graduating Broadening Thesis
Graduating Broadening Thesis
Graduating Broadening Thesis Graduating Broadening Thesis
Key = multidisciplinarity - broad common education in all fields of nanoscience and nanotechnology - the choice of “trajectory” gives field of specialization for each student Details per partner: zie www.emm-nano.org
37
Common cleanroom training ‘Common course for 1st year students”: EMMNano Spring school on Cleanroom technology Chalmers Nanofabrication Laboratory (run by cleanroom staff) • • • •
Safety Behavior Basic processing Characterization
Common May workshop May workshop
2007
2008
2009
– Annual meeting of all students and local coordinators – To give practical information on the program to ALL students in a uniform way – Feedback from the students about program, curriculum, practical problems – 1st year students give a presentation on their experiences to their collegues – 2nd year students present the resulst of their master thesis – Informal occasion to fraternize (academic and social…)
38
Toelating en kandidaatstelling EMM Nano en Engelstalige master •
Toegelaten zijn Bachelors in Physics, Chemistry, Electronics, Material Science, Biochemistry, en in andere domeinen van wetenschappen en engineering met voldoende background in wiskunde, fysica, scheikunde, electromagnetisme, etc.
•
Een GPA (Grade Point Average) van 75% van het maximum van de scoreschaal is vereist
•
Goede kennis van Engels, zowel spreken als schrijven: TOEFL (minimum score of 580 pbt or 237 cbt) or IELTS (minimum overall band score of 6.5-7.0).
•
EMM Application deadline is 1 Januari voor niet-EEA studenten en 1 mei voor EEA studenten.
•
Studenten selectie gebeurt door EMM board op basis van relevante achtergrond, kwaliteit van de student tijdens Bachelors, kennis van het Engels.
•
Appliceren via K.U.Leuven online application website
•
Beurzen voor geselecteerde EMM-studenten beschikbaar, funded door de EU
International group of students 2005
2006
2007
2008
2009
18 16
12 10 8 6 4 2 0
Armenia Belgium Brazil Bulgaria Canada China Colombia Costa Ethiopia India Indonesia Iran Israel Italy Malaysia Mexico Moldavia Nigeria Philippines Portugal Sweden Taiwan Thailand Ukrain USA Uzbekistan Vietnam
# Students
14
Country of origin
39
Meer informatie
http://www.emm-nano.org/
Outline •
Wat is Nanowetenschappen en Nanotechnologie ? – Wat is het ? – Voorbeelden – Toepassingen
•
Master Nanowetenschappen en Nanotechnologie – – – –
•
Structuur en instroom Overzicht vakkenclusters Master thesis Industriele stage
Erasmus Mundus Master Nanoscience and Nanotechnology – Wat is het ? – Structuur – Kandidaatstelling
•
Perspectieven
40
Nanotechnology de volgende technology-wave voor de 21e eeuw ?
Source : Red Herring, May 2002
Will Impact all existing industries… Nanotechnology related goods and services by 2010-2015 Other Aerospace Chemicals
Materials
Pharmaceuticals
Electronics
NSF Estimate: 1.1 Trillion $ Source: NSF/In Realis
41
Nanotech 2015: The NSF View
The true power of nanotechnology is not so much in the creation of new industries, as in its impact on major existing industries.
Job perspectieven - Jobs waar multidisciplinariteit een noodzaak is ! - Bedrijven die actief zijn op het grensvlak van de verschillende disciplines/wetenschappen Micro en nano-technologie voor de ICT sector Equipment en materialen voor elektronica Nieuwe materialen Voedsel- en milieutechnologie Energie Transport (car, aircraft, space) Micro- en nanochemie Biologische en biomedische sector - Nieuwe bedrijven/spinoffs - Research en ontwikkeling
42
Bedrijven
Vrijdag 26 maart 2010 “Nanotechnologieen voor de maatschappij van morgen” Aula rector Dahnis Universiteit Antwerpen http://www.nanosoc.be
43
? Future Perspectives ?
44