Nasjonal forskerskole: Nanoteknologi for mikrosystem fase II

Transkript

1 Nasjonal forskerskole: Nanoteknologi for mikrosystem fase II Jostein Grepstad, NTNU (leder) Seminar, Forskningsrådet oktober 2013

2 Mikrosystem (MEMS) You are here: sintef.com / Information and Communication Technology (ICT) / Microsystems and Nanotechnology / Com Mikrosystem miniatyriserte mekaniske, elektromekaniske, optiske Competence og fluide and innretninger (Si, polymere) services som integrerer sensor- og aktuatorfunksjon med (elektronisk) signalbehandling. Typiske eksempel på slike Cleanroom laboratory mikrosystem er akselerometre/gyroer for airbag-system, defleksjonsbjelke og probe-tip for AFM, mikrooptiske svitsjer for telekommunikasjon, diffraktive optiske element (DOE) for gassanalyse, blekkskriver- processing Silicon radiation sensors Micro electro-mechanical systems (MEMS) dispensere (inkjet print heads), mikromatriser for DNA-analyse, etc. Si μ-machine, Sandia Labs opto-electro-mechanical systems (MOEMS) Home (MiNaLab) Pressure sensors Inertial sensors Micro acoustic devices Micro opto-electromechanical systems (MOEMS) Microfluidics and lab-ona-chip Key application areas EU projects NorFab Employees Cam drive for μ-machined Sitemap resonator, MNX Micro opto-electro-mechanical systems Applications of MOEMS designs developed at SINTEF MiNaLab are m most unique design today is a configurable diffractive optical element passive multi-focal diffractive optical element (DOE). The multi-focal D incoming light to a set of predefined positions. By tilting the element ba containing different wavelengths pass one after another across a sing commercial spectrometers for identification of materials and gasses. A functions as the DOE, but whereas the DOE must be mechanically tilt micromechanically. This makes the CDOE a micro mechanical system beam splitters, multiple band pass filters and lenses, all in one compa Other in-house MOEMS designs include a bistable Fabry Perot resona of gas concentration and a micro-optical microphone that can be used Work on MOEMS at SINTEF Microsystems and nanotechnology is do Optical measurement systems and data analysis. To learn more about visit their website about micro optics. Contact person: Ib-Rune Johansen Configurable DOE, Sintef Inkjet print head SAR10 gyro, Sensonor AFM cantilever + tip The illustration shows how a Micro-optic system becomes Micro-opto be tilted by an external device, while the CDOE is designed to change The change in shape alters which frequency hits the detector.

3 Fra MEMS til NEMS Videre miniatyrisering av eksisterende (Si) mikrosystem til nanometer skala (i.e., MEMS NEMS) muliggjør økt yteevne i ulike anvendelser gj. redusert masse, høyere mekanisk resonansfrekvens (e.g., akselerometer, AFM), høyere overflate-til-volum forhold (e.g., kjemiske sensorer), redusert effektforbruk og nye kvantemekaniske effekter. NEMS-teknologi tar videre i bruk nye materialer, e.g., diamant, grafen og karbon nanorør (CNT).

4 Både gammel og ny (fra fase I til fase II) Forskerskolen Nanoteknologi for mikrosystem fase I finansiert over Forskningsrådets program NANOMAT/NANO2021 ( ) Partnere: - NTNU (Fysikk, Elektronikk og telekommun.) - UiO (Fysisk, Informatikk) - HiVe (Mikro- og nanosystemteknologi) - Sintef IKT (Mikrosystem og nanoteknologi) - UiB (Fysikk og teknologi, fra 2011)

5 Formål Etablere et tett nasjonalt nettverk for forskerutdanningen (PhD) innen anvendt fysikk/fysikalsk elektronikk med tematisk fokus på innovasjon og forbedring av mikrosystem gjennom introduksjon av nanoteknologi. vitenskapelig kvalitet i forskerutdanningen strategisk samarbeid om forskning og utdanning tettere kontakt og samarbeid mellom akademia og norsk mikrosystemindustri økt tilgang på ekspertise til norsk kunnskapsbasert industri Målsetting for NFRs program for Nasjonale forskerskoler: - bedre kvalitet, større effektivitet, økt gjennomføringsgrad i forskerutdanningen

6 Web-sider Forskerskolens koordinator: Berit Myhre Fortegnelse over deltakerne i forskerskolen (PhD-kand., faglærere) Korte beskrivelser av forskningsgruppene i nettverket Portefølje av PhD-kurs og lab-kurs som støttes av forskerskolen Informasjon, program, påmelding til forskerskolens årlige workshop Kunngjøring av økonomisk støtte fra forskerskolen for diverse tiltak m.m.

7 Nasjonal forskerskole internasjonalt preg Russland 4 % Andre Iran 7 % India 11 % 13 % Norge Andre: 37 % Bulgaria Finland Hellas Italia Nepal Kina 14 % Vietnam 14 % Pakistan Portugal Serbia Spania Sverige

8 Deltakere NTNU Institutt for elektronikk og telekommunikasjon Stipendiater Veiledere/prof. Disputert Institutt for fysikk UiO Fysisk institutt UiB HiVe SINTEF Institutt for informatikk Institutt for fysikk og teknologi Institutt for mikro- og nanosystemteknologi IKT mikrosystem og nanoteknologi Sum

9 Økonomi Tiltak 2012 (kkr) 2013* (kkr) Etablering av PhD-emner Reisestøtte ved deltakelse på PhD-emner Støtte til prosessering og laboratorieutgifter Støtte til forskningsopphold i utlandet Reisestøtte til internasjonale konferanser Forskerskolens årlige workshop Arrangement ved partnerinstitusjonene Administrasjon og drift av ledergruppe, styre Lønn koordinator, frikjøp undervisning Sum * Tall for 2013 inkluderer en prognose ut året

10 Internasjonalt samarbeid Forskergruppene pleier et omfattende forskningssamarbeid (basert på personlige nettverk) med forskningsgrupper i Skandinavia, Europa, USA, Japan, Kina, m.fl. - utstrakt samforfatterskap på vitenskapelige publikasjoner med forskere fra universitet/laboratorier utenfor Norge - forskerutveksling på professor- (forskningstermin) og stipendiatnivå - omfattende bruk av internasjonal forskningsinfrastruktur (FABs, SR-kilder) Forskerskolens bidrag - invitasjon av (utenlandske) gjesteforelesere til vår årlige workshop - bidrag til korte forskningsopphold for PhD-studenter ved universitet, laboratorier utenlands - støtte til gjesteseminar og arrangement av internasjonale konferanser/ symposier i Norge

11 Utfordringer Tematisk avgrensning og oppslutning Forskerskolenes plass i forskerutdanningen Etablering, implementering og synliggjøring av felles PhD-kurs Gode løsninger for gjensidig bruk av partnerinstitusjonenes forskningsinfrastruktur (NorFab) Økonomi (budsjett og regnskap, fakturering, MVA)

12 Tematisk avgrensing & oppslutning Nanoteknologi for mikrosystem: design, modellering, and realisering av mikro- og nanosystem (MEMS, NEMS) vekst, prosessering, (nanoskala) strukturering og karakterisering av materialer og komponentstrukturer m. attraktive fysiske egenskaper for mikro- og nanosystem analog kretsdesign for aktuatorfunksjon, utlesning og signalkondisjonering i mikroog nanosystem pakking og sammenstilling av mikrosystem på brikke- (chip) and skive- (wafer) nivå Diffus avgrensning mot ren materialkjemi på den ene siden og grunnleggende faststoff-fysikk på den andre. Nettverket i hovedsak åpent, primært basert på egen vurdering av faglig tilhørighet for stipendiater og veiledere ved de institutt som inngår i nettverket.

13 Forskerskolenes plass i forskerutdanningen Fakultetene eier og driver PhD-utdanningen ved lærestedene - PhD-studentene i nettverket er alle tatt opp på doktorgradsprogram ved eget lærested, med de opptakskriterier og krav til gjennomføringen som gjelder ved de respektive skoler - Det er også lærestedene/fakultetene som inngår formelle avtaler om internasjonalt samarbeid i PhD-utdanningen (cotutelle, doble grader) Forskerskolen forholder seg til de ulike reglement og bestemmelser ved de medvirkende universitet/høgskoler, herunder forskjeller mellom fakultetene ved det enkelte lærested Forskerskolenes funksjon blir derfor primært som fasilitator, gjennom ulike nettverksaktiviteter ( felles PhD-kurs, workshop, seminar, symposier ) og gjennom støttetiltak for mer effektiv gjennomføring av forskningen og spredning av resultatene

14 Etablering, implementering og synliggjøring av felles PhD-kurs Forskerskolen har (m/sitt tematiske fokus) betydelig potensiale for mer rasjonell gjennomføring av kursmodulen i PhD-studiet ved å samle studenter fra de ulike læresteder til kurs av felles interesse - krever at tilbudet er godt synlig for nye PhD-studenter, når disse skal sette opp individuell kursplan - utfordringer knyttet til godkjenning og kreditering (studiepoeng) for slike kurs ved (og innenfor) de enkelte universitet/høgskoler - PhD-emner med dobbel koding, dvs. emner som inngår også i masterprogrammene ved de enkelte læresteder, ikke egnet for felles kurs

15 Gjensidig bruk til forskningsinfrastruktur Anskaffelse og drift av moderne infrastruktur for eksperimentelt basert forskning innen nanovitenskap og nano-/mikroteknologi alt mer kostnadskrevende Forskningsrådets strategi for å møte denne utfordringen er samarbeid mellom institusjonene om etablering av nasjonale fasiliteter (e.g., NorFab-konsortiet, NorTEM-konsortiet, etc.) - driften av laboratoriene krever fortsatt brukerbetaling (både av interne og tilreisende brukere) - Stor utfordring, spesielt for KD-finansierte stipendiater, og leder til forsinket framdrift i prosjektene, svekket kvalitet i forskningen, underbruk av ny og moderne forskningsinfrastruktur i PhD-utdanningen

16 Kostnads- og finansieringsplan Konto Totalsum Innkjøp FoU tjenester og MVA Sum Konto Totalsum 8911 Egne midler NFR Sum

17 Takk for oppmerksomheten!