مهندسی فوتونیک-نانو فوتونیک :

اصولاً به علوم و فناوری‌های مربوط وبه کار گیرنده نور و فوتون (ذره بنیادی نور) که به برهم‌کنش‌های بین نور و ماهمی‌پردازند فوتونیک گفته می‌شود که لیزر، اپتیک،‌تصویری‌سازی نوری و الکترونیک نوریاز حوزه‌های اصلی آن هستند.
به طور بالقوه بسیار زیاد. بنابر گزارش منتشر شده در ژانویه ۲۰۰۵ به وسیله
Business Communications (Norwalk)، بازار جهانی تجهیزات نانوفوتونیک از ۴۲۱ میلیوندلار در سال ۲۰۰۴به ۳/۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۰۹ خواهد رسید که کاربردهایی کلیدی،بین دیودهای نورافشان و نور میدان- نزدیک متغیر خواهد بود.
یکی از گزارش‌هایی که امسال توسط شرکت
Strategies با مسئولیتنامحدود در mountainview کانادا منتشر شده است، اشاره می‌کند که کاربردهای کوتاهمدت نانوفوتونیک به چهار دسته اصلی نمایشگرها، دیودها، نورافشان، سلول‌های خورشیدی (دریافت کننده‌های انرژی خورشیدی) و حسگرهای زیست شیمیایی تقسیم خواهد شد و بازارنهایی آن از مسائل مربوط به امنیت و پزشکی تا هوش کنترل شده و فناوری اطلاعات وارتباطات گسترده خواهد بود.
در حوزه فناوری‌های تواناساز سه فناوری که رشدبیشتری نسبت به دیگر فناوری‌های نانوفوتونیک داشته‌اند نقاط کوانتومی، نانولوله‌هایکربنی و بلور‌های فوتونیکی بوده‌اند.
نقاط کوانتومی در حجم وسیعی برایکاربردهایی چون زیست پزشکی تولید می‌شوند. همین طور نانولوله‌های کربنی کاربردهایجدیدی در خودرو، پزشکی، نمایشگرها و محاسبات می‌یابند. بلور‌های فوتونیکی نیز بهجهان نانو هجوم آورده‌اند. به طور مثال در
IBM محققان از بلور‌های فوتونیک برایساخت مدارهای نانوفوتونیک استفاده می‌کنند ‌(که هم‌اکنون ۲۰۰تا ۳۰۰ نانومتر هستند) که هدف نهایی آنها به وجود آوردن ‌نانوفوتونیک با قابلیت تطبیق‌پذیری بانیمه‌رساناهای اکسید فلزی یا همان CMOSها برای دستیابی به تولید انبوه مدارمجتمع‌های فوتونیکی و به طور تدریجی مدارهای نانوئی ۱۰۰ نانومتری و کوچکتر است.

نانوفنانوری کاملاً با مهندسی مواد مرتبط و به آن وابسته است و در عین حال زمینه­های تحقیقاتی جدیدی در این رشته به وجود آورده است. ساختار مواد در ابعاد میکرومتر و نانومتر، در مهندسی مواد مطالعه می­شود. نانو دانش و نانو فناوری مبتنی بر شناخت ما از ساختار مواد است. از سوی دیگر روش­های تولید و دست کاری ساختارها و مواد در صنایع مختلف مانند صنایع رنگ، سرامیک، فولاد و ... در مهندسی مواد مورد بررسی و مطالعه قرار می­گیرند. با به کارگیری نانو فناوری می­توان این روش­ها را بهبود بخشید و با روش­های کاراتر و حتی مواد و ساختارهای جدیدی را با خواص بهتر طراحی و تولید نمود.

بازارهای کار:

امروزه مهندسی متالوژی و مواد، نقشی کلیدی در پیشرفت صنایع فوق مدرن و جدید مانند صنایع هسته­ای، صنایع انرژی، تکنولوژی پزشکی و کاربردهای فضایی و نظامی داشته و تحقیقات کاربردی و پایه­ای در متالوژی مواد، پیوسته افق­های جدیدی را پیش روی پیشرفت تمدن بشری کشوده است. از آنجایی که مواد، واحدهای سازنده تمامی تولیدات هستند، مهندسین مواد در طرف وسیعی از صنایع تولید کننده به کار مشغولند. درصد بالایی از این مهندسین در صنایع مربوط به فلز، قطعات الکترونیکی، وسایل حمل و نقل تجهیزات صنعتی کار می­کنند. نیاز به مهندسین مواد در کار تولید مواد جدید برای مواد الکترونی و پلاستیکی رو به افزایش است. بازار کار جدیدی که برای این رشته باز شده شرکت­های نفتی و شرکت­های توابع آن هستند که اخیراً پی برده­اند که در قسمت بازرسی فنی باید از مهندسین متالوژی استفاده کرد و نه از مهندسین مکانیک؛ چون کلیه موضوعات درگیر با این بخش که وظیفه کنترل کیفی شرکت را بر عهده دارند مباحث متالوژیکی هستند مثل خوردگی، جوشکاری، NDT و ... که از جمله دروس اصلی و پایه رشته متالئژی هستند.

برنامه درسی مقطع کارشناسی ارشد

تعداد واحدهایی که دانشجویان باید در این دوره با موفقیت بگذرانند

تعداد واحد پایه الزامی: 8

تعداد واحد اختیاری: 10

تعداد واحد تخصصی الزامی: 6

تعداد واحد سمینار: 3

تعداد واحد پایان نامه: 6

جمع کل واحد ها: 32

 

دروس پایه الزامی

ردیف

کد درس

نام درس

تعداد واحد

پیشنیاز یا همنیاز

نظری

عملی

1

 

مبانی فیزیک در نانوتکنولوژی

3

 

 

2

 

اصول پیشرفته شیمی در نانوتکنولوژی

2

 

 

3

 

نانوترمودینامیک

3

 

 

 

دروس تخصصی الزامی

ردیف

کد درس

نام درس

تعداد واحد

پیشنیاز یا همنیاز

نظری

عملی

1

 

نانو مواد

3

 

 

2

 

روش­های پیشرفته در شناسایی و اندازه گیری خواص مواد نانو

3

 

 

 

دروس اختیاری

ردیف

کد درس

نام درس

تعداد واحد

پیشنیاز یا همنیاز

نظری

عملی

1

 

نانو کامپوزیت­ها

2

 

 

2

 

نانو مواد 2

2

 

 

3

 

نانو مغناطیس­ها

2

 

 

4

 

نانو الکترونیک

2

 

 

5

 

شبیه سازی عددی

2

 

 

6

 

اصول و کاربرد لایه­های نازک

2

 

 

7

 

بیونانو تکنولوژی

3

 

 

8

 

مدل سازی و شبیه سازی سیستم­های نانو

 

 

 

9

 

شیمی و فیزیک هیدرودینامیکی و نانو تکنولوژی

 

 

 

10

 

شناخت نانو ذرات و فرایندهای سنتز آنها

 

 

 

11

 

مبانی انجماد پیشرفته و نانو کریستال­ها

 

 

 

12

 

ساختارهای ویژه نانو متری

 

 

 

13

 

نانو تکنولوی و سیستم­های مکانیکی میکروالکترونی

 

 

 

14

 

روش­های تحقیق و شناخت نظام­های نوآوری

 

 

 

 

شایان ذکر است دانشجویان ملزم به انتخاب 10 واحد از دروس فوق می­باشند.

(10 واحد دروس اختیاری را دانشجویان با توجه به زمینه پژوهشی خود انتخاب نمایند)

 

سمینار

ردیف

کد درس

نام درس

تعداد واحد

پیشنیاز یا همنیاز

نظری

عملی

 

 

سمینار

2

 

 

 

پایان نامه

ردیف

کد درس

نام درس

تعداد واحد

پیشنیاز یا همنیاز

نظری

عملی

 

 

پایان نامه

6

 

 

 

برای تحقق يکی از رسالت­های دانشگاه که نهادينه کردن تحقيقات است،ايجاد مراکز تحقيقاتی و آزمايشگاه‌های تخصصی امری لازم به شمار می‌رود. با ايجادمرکز تحقيقات نانوپترونيکس در دانشکده برق دانشگاه علم و صنعت ايران، فضا برایمحققين و دانشجويان علاقه­مند به فعاليت در اين حوزه فراهم شده است. به عبارت ديگروجود مرکز تحقيقاتی-کاربردی نانوپترونيکس به منظور انجام فعاليت­های تحقيقاتی،انجام پروژه­های نيمه صنعتی، صنعتی، ايجاد فرصت­های مناسب برای انجام پروژه­ها وتحقيقات دانشجويان تحصيلات تکميلی کارشناسی ارشد و دکتری، آموزش نيروی انسانی متخصصمورد نياز مراکز و صنايع مختلف و غيره از اهميت بالايی برخوردار است. آمار نشانمی‌دهد، خروج دانشمندان، افراد فرهيخته و متخصص از کشور، تنها به دلايل اقتصادیانجام نمی‌شود. تعداد کثيری از اين افراد به‌خاطر عدم وجود بستر تکنولوژيکی وآزمايشگاههای مجهز پيشرفته در ايران، به کشورهای غربی مهاجرت می‌کنند که امکانبازگشت آنها در صورت ايجاد بستر مناسب علمی وجود دارد.
با توجه به نيازهای توسعهعلمی و انسانی و با توجه به چشم انداز برنامه­های ميان مدت و بلند مدت و نيز تخصصیشدن علوم مرتبط با الکترونيک، نياز به چنين مرکز تحقيقاتی بيش از پيش ضروریمی‌نمايد. از سوی ديگر نظر به ايجاد گرايش نانوپترونيکس در دانشکده برق دانشگاه علمو صنعت ايران و لزوم ايجاد آزمايشگاه­های مرتبط، راه‌اندازی مرکز تحقيقات کاربردینانوپترونيکس پس از تبادل نظر و مشاوره با تعداد زيادی از متخصصين اين شاخه انجامشده است. با توجه به خطوط راهنمای در نظر گرفته شده، اولويت­های تحقيقاتی و نيازهایکشور، مرکز تحقيقات کاربردی نانوپترونيکس مشتمل بر آزمايشگاه­های زير  در سال 1387راه اندازی شده است:
1-
آزمايشگاه نانوالکترونيک
2-
آزمايشگاهاپتوالکترونيک
3-
آزمايشگاه کوانترونيکس

آزمايشگاه نانوالکترونيک: يکی از مهم‌‌ترين جنبه‌های نانوتکنولوژیجنبه چند رشته‌ای آن می‌باشد. ساختار برنامه‌‌های آموزشی فعلی بسياری از دانشگاههابرای کارشناسان نانوتکنولوژی دارای کمبودهايی است. بنابراين لازم است برنامه‌هایآموزشی بهينه شوند. عواملی که حرکت به سمت اهداف بلند مدت نانوتکنولوژی در فاصلهزمانی کمتر از 20 سال را ميسر می سازد عبارتند از، ايجاد مراکز تحقيقاتی وآزمايشگاه‌های کاربردی نانوتکنولوژی چند رشته‌ای در دانشگاهها، دوره‌های ليسانس،فوق ليسانس و دکترای متمرکز برروی نانوتکنولوژی و برنامه‌ها و گروههای تحقيقاتیچندرشته‌ای در دانشگاهها.
سرمايه گذاری صد‌ها ميليارد دلاری کشورهای پيشرفتهنظير ژاپن و امريکا در زمينه فن آوری نانو، گويای اهميت اين فن آوری است. در کشورما پتانسيل علمی لازم برای انجام تحقيقات نانوالکترونيک در حد گسترده وجود دارد ودر اين زمينه با کشورهای پيشرفته فاصله کمی داريم و امکان رقابت نيز وجود دارد. وجود مقالات منتشر شده در نشريات معتبر بين المللی و پروژه‌های فوق ليسانس و دکترادر اين زمينه، خود مؤيد اين مسأله است.
زمينه­های تحقيقاتی اين آزمايشگاه شاملمواردی از قبيل انتقال کوانتومی، افزاره‌های تک الکترونی، کاربرد نانوذرات در ساختآشکارسازهای نوری با ZnO و نانوالکترونيک مولکولی می‌باشد. پيش­بينی می­شود باتجهيز آزمايشگاه در آينده بتوان کارهای عملی مثل استفاده از ميکروسکوپ الکترونیبرای اندازه گيری ابعاد اتمی و چينش مولکولی، تعيين مشخصات سه بعدی و سطح ادواتنانوالکترونيک، کنترل چينش مولکولی و ساخت آشکارسازهای نوری نانو و غيره انجامداد.
آزمايشگاه اپتوالکترونيک: سيستم­های اندازه گيری و ابزار دقيق نوری از جملهمهم­ترين ملزومات صنايع مختلف به خصوص صنايع مرتبط با ساخت ادوات نيمه هادی،ليتوگرافی نوری و توليد ماسک است. در فرآيندهای ليتوگرافی نوری دقت های نانومتری دراندازه گيری جابه جايی در محورهای مختلف  مورد نياز است. همچنين در کاليبره کردنتجهيزات آزمايشگاهی و صنعتی، برش­های بسيار دقيق، سيستم های رباتيک، اندازه­گيریناهمواری های سطوح و حتی علوم زمين‌شناسی و اندازه گيری جاذبه زمين، نمونه­هایکاربردی از تجهيزات اندازه گيری نوری است. به اين منظور طراحی و راه اندازی يکآزمايشگاه کاربردی در خصوص ادوات و تجهيزات اندازه گيری و ابزار دقيق بيش از پيشمحرز است.
از موارد مهم کاربرد الکترونيک نوری، ليزر و اپتيک می­توان بهکاربردهای حساسی مانند فاصله‌يابی و سرعت سنجی و نشانه روی اهداف بوسيله ليزر،سيستم­های هدايت و ردگير الکترواپتيکی، سيستم­های کشف و آشکارسازی الکترو اپتيکی وغيره اشاره کرد.

آزمايشگاه کوانترونيکس: يکی از کاربردهای اساسی اسپينترونيک،مخابرات کوانتومی است که هدف آن انتقال حالات کوانتومی از نقطه­ای به نقطه ديگراست. با توجه به نوپا بودن اين شاخه از علم، درصورت توجه و فراهم نمودن امکاناتلازم جهت محققيين و پژوهشگران، امکان پيشرفت و نوآوری در اين زمينه پا به پایکشورهای پيشرفته وجود خواهد داشت. با توجه به اهميت امنيت ارتباطات و بالا بودندرجه امنيت مخابرات کوانتومی، استفاده از اين تکنولوژی در آينده حتمی خواهد بود. استفاده از مخابرات کوانتومی در کاربردهای حساس ملی کمک بسيار زيادی به اين بخش هاخواهد کرد.
موضوعاتی از قبيل توليد فوتون­های درهم تنيده، ارسال اين فوتون­ها بهايستگاه های گيرنده و فرستنده، بررسی اثرات محيط بر زوج فوتون­های درهم تنيده،طراحی و ساخت مبدل­های کاهنده پارامتری، رمزنگاری کوانتومی، توزيع کليد کوانتومی،طراحی و تست گيت­های کوانتومی، مبادله درهم تنيدگی، تقطير درهم تنيدگی، بررسی اثراتفيبر نوری بر زوج فوتون درهم تنيده و  پردازش اطلاعات کوانتومی و غيره در اين آزمايشگاه قابل انجام خواهد بود