Description du programme

Baccalauréat en physique

Cette page était à jour le 11 avril 2014 et constitue la version officielle de ce programme. L’Université se réserve le droit de modifier ses programmes sans préavis.

RENSEIGNEMENTS

819 821-8000, poste 62704 (téléphone)
819 821-8046 (télécopieur)
physique@USherbrooke.ca (adresse électronique)
Site Internet

RESPONSABILITÉ

Département de physique
Faculté des sciences

LIEUX DE FORMATION ET TRIMESTRES D'ADMISSION

  • Sherbrooke : admission aux trimestres d’automne et d’hiver

GRADE

Bachelière ou bachelier ès sciences, B. Sc.

Le baccalauréat en physique permet :

  • un cheminement général;
  • un cheminement en calcul scientifique;
  • un cheminement en physique médicale;
  • un cheminement en nanotechnologies et nanosciences.

OBJECTIFS

Objectifs généraux

Permettre à l'étudiante ou à l'étudiant :

  • de maîtriser les concepts de base et les lois fondamentales de la physique, autant dans leurs énoncés phénoménologiques que dans leurs formulations abstraites;
  • de se familiariser avec différents domaines contemporains de recherche ou d'application;
  • d'approfondir, le cas échéant, le champ d'application multidisciplinaire lié aux nanotechnologies et aux nanosciences;
  • d'approfondir, le cas échéant, le champ d'application multidisciplinaire qu'est la physique médicale;
  • de savoir faire un usage judicieux des outils mathématiques et informatiques ainsi que des techniques expérimentales de la physique moderne;
  • de savoir mettre en pratique la méthode scientifique;
  • de développer des qualités professionnelles.

Objectif spécifique du cheminement en nanotechnologies et nanosciences

Permettre à l’étudiante ou à l’étudiant :

  • d’approfondir le champ d’application multidisciplinaire lié aux nanotechnologies et aux nanosciences

ADMISSION

Condition générale

Condition générale d'admission aux programmes de 1er cycle de l'Université
(cf. Règlement des études)

Conditions particulières

Être titulaire du DEC intégré en sciences lettres et arts (DI)

ou

Avoir complété les cours suivants ou leur équivalent : Biologie NYA, Chimie NYA et NYB, Mathématiques NYA, NYB et NYC, Physique NYA, NYB et NYC;

ou

Avoir atteint les objectifs et les standards suivants : 00UK, 00UL, 00UM, 00UN, 00UP, 00UQ, 00UR, 00US, 00UT.

ou

Être titulaire d’un DEC en formation technique ou l’équivalent et :

Avoir complété les cours de niveau collégial suivants ou leur équivalent : Mathématiques NYA  NYB et NYC, Physique NYA, NYB et NYC.

ou

Avoir atteint les objectifs et les standards suivants : 00UN, 00UP, 00UQ, 00UR, 00US  et 00UT.

Un arrimage DEC-Bac est offert aux détentrices et détenteurs d’un DEC en technologie physique, désirant s’inscrire au programme en régime coopératif à temps complet. Les conditions de reconnaissances d’équivalence dans le cadre de cet arrimage sont disponibles ici.

RÉGIMES DES ÉTUDES ET D'INSCRIPTION

  • Régime régulier à temps complet ou à temps partiel
  • Régime coopératif à temps complet

MODALITÉS DES RÉGIMES COOPÉRATIF ET RÉGULIER

Normalement, selon le trimestre où l'étudiante ou l'étudiant s'inscrit en première session, l'agencement des sessions d'études (S) et des stages de travail (T) est le suivant :

 

1re année

2e année

3e année

4e année

5e

AUT

HIV

ÉTÉ

AUT

HIV

ÉTÉ

AUT

HIV

ÉTÉ

AUT

HIV

ÉTÉ

AUT

Régulier 

S-1

S-2

 

S-3

 

S-4

S-6

S-5

 

 

 

 

 

Coopératif

S-1 

S-2

 

S-3

T-1

S-4

T-2

S-5

T-3

S-6

 

 

 

Régulier

 

S-1*

 

S-2

S-3

 

S-4

 

S-5

S-6

S-7

 

 

Coopératif

 

S-1*

 

S-2

S-3

 

S-4

T-1

S-5

T-2

S-6

T-3

S-7

* L'inscription en première session au trimestre d'hiver implique que l'étudiante ou l'étudiant devra faire sept sessions d'études plutôt que six pour compléter le baccalauréat.

CRÉDITS EXIGÉS : 90

EXIGENCE PARTICULIÈRE POUR LA POURSUITE DU PROGRAMME

À défaut d'avoir réussi le test de français écrit (TFÉ) approuvé par le ministère de l'Éducation, du Loisir et du Sport ou un test équivalent et de même nature, reconnu par l'Université, l'étudiante ou l'étudiant devra démontrer sa connaissance et sa maîtrise de la langue française par un test qui doit être passé dès le premier trimestre de formation. La réussite de ce test devient obligatoire au début de la deuxième année. Le défaut de répondre à cette exigence entraîne l'obligation pour chaque étudiante ou étudiant de rencontrer la directrice ou le directeur du programme concerné afin d'établir des stratégies d'études visant la réussite de cet examen avant la fin de la deuxième année.

PROFIL DES ÉTUDES

TRONC COMMUN

Activités pédagogiques obligatoires (54 crédits)

IFT 159Analyse et programmation (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

IFT 159

3 cr.

Analyse et programmation (3-1-5)

Cible(s) de formation

Savoir analyser un problème, avoir un haut degré d’exigence quant à la qualité des programmes, pouvoir développer systématiquement des programmes de bonne qualité dans le cadre de la programmation procédurale séquentielle.

Contenu

Introduction aux ordinateurs. Analyse et conception de solutions informatiques : simplification, décomposition, modularisation et encapsulation.
Critères de qualité : la validité, la fiabilité, la modifiabilité et les tests. Concepts de base de la programmation structurée : séquence, itération, sélection. Modélisation du traitement et modularité : concept de fonctions et d’abstraction procédurale. Concept de base de l’abstraction de données. Introduction aux concepts orientés objet : classe, constructeur, surcharge, notation UML (diagramme de classe). Récursivité. Processus logiciel personnel (PSPO).


MAT 198Calcul avancé (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

MAT 198

3 cr.

Calcul avancé (3-2-4)

Cible(s) de formation

Acquérir des concepts et techniques de l'algèbre linéaire applicables en physique.

Contenu

Séries de Taylor, méthodes d'approximation. Équations différentielles ordinaires : classification, équations du premier ordre, équations linéaires. Variables complexes : intégration, séries de Taylor et de Laurent. Matrices et opérateurs linéaires, valeurs et vecteurs propres, diagonalisation. Systèmes d'équations différentielles linéaires et applications.


MAT 297Compléments de mathématiques (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

MAT 297

3 cr.

Compléments de mathématiques (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec les concepts et applications de l'analyse de Fourier, les notions de distribution.

Contenu

Séries de Fourier, représentation complexe, convergence en moyenne, applications. Distributions : fonctions test, fonction delta, fonction de Heaviside. Opérations sur les distributions, convolution, applications. Transformée de Fourier, applications, relation avec les séries de Fourier.

Antérieure(s)

MAT 194 ou MAT 198


MAT 298Calcul vectoriel (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

MAT 298

3 cr.

Calcul vectoriel (3-2-4)

Cible(s) de formation

Maîtriser les techniques du calcul intégral appliquées aux fonctions scalaires ou vectorielles de plusieurs variables. Connaître les équations différentielles aux dérivées partielles. Interpréter et visualiser ces méthodes dans le contexte de la physique.

Contenu

Intégrales curvilignes, intégrales multiples, intégrales de surface. Changements de variables, jacobien. Divergence et rotationnel, théorèmes de Gauss et de Stokes, champ conservatif, différentiation en chaîne, laplacien. Équations aux dérivées partielles : équation du premier ordre, équation de Laplace, équation d'onde. Applications à l'électromagnétique.


PHQ 110Mécanique I (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 110

3 cr.

Mécanique I (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec les lois et les grands principes gérant les phénomènes physiques simples de la mécanique classique; s'initier à leur formulation mathématique.

Contenu

Univers euclidien, référentiels inertiels ou accélérés, forces fictives, transformation galiléenne. Mouvement d'objets soumis aux forces de gravité ou de nature électromagnétique. Énergies cinétique et potentielle, travail, puissance. Conservation de l'énergie, de la quantité de mouvement et du moment cinétique. Centre de masse, énergie interne. Invariance de la vitesse de la lumière, effet Doppler, transformation de Lorentz, dilatation du temps et contraction de l'espace.

Concomitante(s)

MAT 194 ou MAT 198


PHQ 120Optique et ondes (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 120

3 cr.

Optique et ondes (3-1-5)

Cible(s) de formation

Approfondir l'optique géométrique à partir du principe de Fermat; s'initier à l'optique ondulatoire par l'étude des phénomènes de polarisation, d'interférence et de diffraction.

Contenu

Principe de Fermat, réfraction et réflexion; approximation de Gauss, systèmes optiques centrés composés de plusieurs lentilles ou de miroirs; formulation matricielle; stigmatisme, limites de l'optique géométrique. Ondes lumineuses, polarisation; lames quart-onde et demi-onde; interférence par deux ou plusieurs sources, principe de Huygens et diffraction, applications modernes.


PHQ 171Physique contemporaine (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 171

3 cr.

Physique contemporaine (3-1-5)

Cible(s) de formation

Offrir un panorama de plusieurs domaines contemporains de la physique et de certaines questions fondamentales qui influencent notre compréhension de l'Univers physique.

Contenu

L'Univers quantique; symétrie, ordre et hiérarchie des échelles. Sujets divers, par exemple : cosmologie; particules élémentaires; matériaux quantiques; nanotechnologies; photonique et laser; simulations et calculs; physique médicale et biophysique; le monde de la recherche scientifique.


PHQ 210Phénomènes ondulatoires (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 210

3 cr.

Phénomènes ondulatoires (3-1-5)

Cible(s) de formation

S'initier à la nature ondulatoire de plusieurs phénomènes physiques; comprendre les aspects universels du mouvement vibratoire dans différents domaines de la physique telles la mécanique, l'électricité et l'électromagnétisme.

Contenu

Oscillateur harmonique libre, amorti et forcé; solutions transitoire et stationnaire. Systèmes à un ou plusieurs degrés de liberté; modes propres et ondes stationnaires; superposition; séries et intégrales de Fourier; relations de dispersion; impulsions; paquets d'ondes et vitesse de groupe; impédance, réflexion et transmission d'ondes. Applications à des systèmes mécaniques et électriques.

Concomitante(s)

MAT 194 ou MAT 198


PHQ 220Électricité et magnétisme (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 220

3 cr.

Électricité et magnétisme (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec les notions de base associées aux phénomènes électromagnétiques et comprendre les lois locales formulées avec les opérateurs mathématiques.

Contenu

Loi de Coulomb, théorème de Gauss et applications. Opérateurs mathématiques. Les conducteurs à l'équilibre. Loi de Biot et Savart, applications. Théorème d'Ampère, loi de Faraday. Les équations de Maxwell.

Concomitante(s)

MAT 194 ou MAT 198 ou MAT 228


PHQ 260Travaux pratiques I (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 260

3 cr.

Travaux pratiques I (0-5-4)

Cible(s) de formation

S'initier à l'instrumentation scientifique utilisée pour des mesures physiques; rendre compte par écrit, de manière succincte, des résultats d'une expérience.

Contenu

Instrumentation : oscilloscope, multimètre, bloc d'alimentation, amplificateur synchrone, intégrateur à porte et ordinateur. Circuits cc et ca : loi d'Ohm, diviseur de potentiel, théorème de Thévenin, lois de Kirchoff, pont d'impédances, solutions transitoire et stationnaire de circuits RLC, résonance, constante de temps, diodes. Phénomènes physiques : transition de phase magnétique, détection d'un signal optique, propagation ultrasonore, loi d'induction de Faraday.

Concomitante(s)

MAT 194 ou MAT 198 ou MAT 228


PHQ 310Mécanique II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 310

3 cr.

Mécanique II (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec les formulations lagrangienne et hamiltonienne de la mécanique classique; appliquer ces formalismes à la solution de problèmes simples et concrets.

Contenu

Revue de mécanique newtonienne. Coordonnées généralisées; principes d'Alembert; équations de Lagrange; applications. Théorèmes de conservation; hamiltonien; équations de Hamilton; calcul des variations. Problèmes à deux corps, force en 1/r2; diffusion, chaos. Mécanique des corps rigides; théorème d'Euler; tenseur d'inertie; axes principaux; équations du mouvement d'Euler et de Lagrange.

Préalable(s)

PHQ 110 et MAT 198 et (MAT 228 ou MAT 298)


PHQ 330Mécanique quantique I (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 330

3 cr.

Mécanique quantique I (3-1-5)

Cible(s) de formation

S'initier à la description quantique des phénomènes physiques à l'échelle microscopique et se familiariser avec les concepts propres à cette description.

Contenu

Effets photoélectriques et Compton, dualité onde-corpuscule, onde de probabilité, fonction d'onde, paquets d'ondes, principe d'incertitude, quantification de Bohr-Sommerfeld. Équation de Schrödinger, puits de potentiel. Formalisme de Dirac : bases, kets, bras, représentations, valeurs, vecteurs propres. Systèmes à deux niveaux, spin ½, oscillateur harmonique, opérateurs de création et d'annihilation, polynômes d'Hermite.

Préalable(s)

PHQ 210

Concomitante(s)

PHQ 110

Antérieure(s)

MAT 297 et MAT 298


PHQ 340Physique statistique I (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 340

3 cr.

Physique statistique I (3-1-5)

Cible(s) de formation

Acquérir les notions fondamentales de probabilités et de statistique. Apprendre les notions de base de statistique.

Contenu

Principes de la thermodynamique, variables thermodynamiques, équilibre, température, transformations des gaz parfaits. États microscopique et macroscopique; probabilités; fonction de distributions; entropie; fonction de partition. Applications.

Concomitante(s)

PHQ 330

Antérieure(s)

(MAT 194 ou MAT 198) et (MAT 228 ou MAT 298)


PHQ 360Travaux pratiques II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 360

3 cr.

Travaux pratiques II (0-5-4)

Cible(s) de formation

Acquérir les habiletés nécessaires à l'étude en laboratoire de systèmes physiques et à l'analyse de résultats expérimentaux.

Contenu

Expériences touchant les grands domaines de la physique tels que la physique nucléaire, la physique des solides, l'optique, la physique atomique, la physique des gaz et la physique des ondes. Mise en évidence de phénomènes fondamentaux tels que les effets quantiques de dualité, de spin et de niveaux d'énergie. Apprentissage des techniques de détection synchrone, le vide, les basses températures et la détection de particules à haute énergie. Le contenu de PHQ 360 est partagé avec PHQ 460.

Préalable(s)

PHQ 260


PHQ 421Électromagnétisme avancé (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 421

3 cr.

Électromagnétisme avancé (3-1-5)

Cible(s) de formation

Approfondir les lois de l'électromagnétisme, en particulier dans des milieux linéaires ou dans le cadre de la relativité restreinte. Appliquer ces lois à la propagation et au rayonnement des ondes électromagnétiques.

Contenu

Équations de Maxwell et potentiels électromagnétiques. Milieux linéaires. Propagation des ondes planes, dispersion, réflexion et réfraction. Guides d'ondes t, cavités électromagnétiques. Rayonnement dipolaire et multipolaire, antennes. Formalisme covariant de la relativité restreinte et formulation relativiste des équations de Maxwell. Lagrangien et hamiltonien. Rayonnement par des charges ponctuelles.

Préalable(s)

MAT 198 et PHQ 220 et (MAT 228 ou MAT 298)

Antérieure(s)

MAT 297


PHQ 430Mécanique quantique II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 430

3 cr.

Mécanique quantique II (3-1-5)

Cible(s) de formation

Approfondir les concepts de base et se familiariser avec les outils mathématiques de la mécanique quantique. Appliquer le formalisme de Dirac à des systèmes microscopiques simples.

Contenu

Équation de Schrödinger, formalisme de Dirac, observables, produit tensoriel, postulats de la mécanique quantique. Systèmes à deux niveaux (molécules NH3, H2+, H2, …), formule de Rabi. Perturbations stationnaires, applications. Moment cinétique, harmoniques sphériques. Potentiel central et atome d'hydrogène, tableau périodique, effet Stark.

Préalable(s)

PHQ 330


PHQ 440Physique statistique II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 440

3 cr.

Physique statistique II (3-1-5)

Cible(s) de formation

Approfondir la physique statistique; maîtriser les fondements de deux principales distributions statistiques; appliquer ces statistiques à l'étude des gaz parfaits quantiques et classiques.

Contenu

Ensembles statistiques : ensembles canonique, grand canonique et isotherme-isobare, fonctions de partition, fonctions de distribution de Bose-Einstein, Fermi-Dirac et de Maxwell-Boltzmann. Gaz parfaits quantiques de bosons : loi de radiation de Planck, chaleur spécifique des solides, condensation de Bose-Einstein. Gaz parfaits quantiques de fermions : gaz dégénéré, énergie de Fermi, gaz de Fermi aux basses températures. Gaz parfaits classiques : théorème d'équipartition, entropie, loi des gaz parfaits. Applications : rayonnement fossile, laser, hélium superfluide, paramagnétisme de Pauli, ferromagnétisme, transition de phase gaz-liquide. Système hors d'équilibre : équation de Boltzmann.

Préalable(s)

PHQ 340


PHQ 460Travaux pratiques III (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 460

3 cr.

Travaux pratiques III (0-5-4)

Cible(s) de formation

Acquérir les habiletés nécessaires à l'étude en laboratoire de systèmes physiques et à l'analyse de résultats expérimentaux.

Contenu

Expériences touchant les grands domaines de la physique tels que la physique nucléaire, la physique des solides, l'optique, la physique atomique, la physique des gaz et la physique des ondes. Mise en évidence de phénomènes fondamentaux, tels que les effets quantiques de dualité, de spin et de niveaux d'énergie. Apprentissage des techniques de détection synchrone, le vide, les basses températures et la détection de particules à haute énergie. Le contenu de PHQ 460 est partagé avec PHQ 360.

Préalable(s)

PHQ 260


Activités pédagogiques à option (3 crédits)

Une activité choisie parmi les suivantes :

PHQ 560Travaux pratiques avancés I (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 560

3 cr.

Travaux pratiques avancés I (0-4-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec des techniques courantes en recherche et développement. Développer les aptitudes nécessaires pour critiquer des résultats expérimentaux dans un rapport de laboratoire détaillé.

Contenu

Expériences typiquement rencontrées dans le domaine de la recherche et du développement telles que spectroscopies Fourier et Mössbauer, effet Hall classique et quantique, résonance paramagnétique électronique et conductivité hyperfréquence, photoluminescence dans les puits quantiques, Shockley-Haynes et photoporteurs, diffraction des rayons X, photolithographie. Le contenu de PHQ 560 est partagé avec PHQ 660.

Préalable(s)


Avoir obtenu 45 crédits


PHQ 660Travaux pratiques avancés II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 660

3 cr.

Travaux pratiques avancés II (0-4-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec des techniques courantes en recherche et développement. Développer les aptitudes nécessaires pour critiquer des résultats expérimentaux dans un rapport de laboratoire détaillé.

Contenu

Expériences typiquement rencontrées dans le domaine de la recherche et du développement telles que spectroscopies Fourier et Mössbauer, effet Hall classique et quantique, résonance paramagnétique électronique et conductivité hyperfréquence, photoluminescence dans les puits quantiques, Shockley-Haynes et photoporteurs, diffraction des rayons X, photolithographie. Le contenu de PHQ 660 est partagé avec PHQ 560.

Préalable(s)


Avoir obtenu 45 crédits


CHEMINEMENT GÉNÉRAL

  • 57 crédits d'activités pédagogiques obligatoires et à option du tronc commun
  • 33 crédits d'activités pédagogiques à option ou au choix

Activités pédagogiques à option (27 à 33 crédits)

Vingt-quatre à trente crédits d'activités pédagogiques choisies parmi les suivantes :

GEI 769Physique des composants microélectroniques (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GEI 769

3 cr.

Physique des composants microélectroniques

Cible(s) de formation

Analyser des dispositifs micro-optoélectroniques pour comprendre et déterminer leurs caractéristiques d'opération; élaborer la configuration d'un dispositif micro-optoélectronique relativement aux matériaux semi-conducteurs et aux composants de base pour rencontrer des spécifications d'opération données.

Contenu

Propriétés des semi-conducteurs. Jonctions p-n, métal semi-conducteur et semi-conducteur isolant. Structure de bande et effet des potentiels. Processus de claquage et d'avalanche. Composants microélectroniques : transistors, diodes, photodiodes, diodes Schottky et à effet tunnel. Techniques avancées de simulation par éléments finis.

Préalable(s)


Avoir obtenu 82 crédits


PHQ 399Histoire des sciences (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 399

3 cr.

Histoire des sciences (3-0-6)

Cible(s) de formation

Rendre l'étudiante ou l'étudiant conscient de l'évolution de la pensée de l'être humain à travers les âges par l'étude de l'histoire des sciences.

Contenu

Les sciences de l'Antiquité et le rationalisme. Le Moyen Âge et l'intégration des sciences dans la doctrine chrétienne. Les 16e et 17e siècles, la naissance des sciences expérimentales. Les 18e et 19e siècles, la construction des fondements des sciences. La science moderne.


PHQ 405Méthodes numériques et simulations (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 405

3 cr.

Méthodes numériques et simulations (3-1-5)

Cible(s) de formation

Maîtriser diverses méthodes numériques et techniques de simulation afin de solutionner des problèmes réalistes qui ne peuvent être résolus par des méthodes analytiques. Résoudre des problèmes concrets en faisant appel à plusieurs notions de physique acquises dans d'autres activités.

Contenu

Précision et stabilité des algorithmes. Organisation d'un programme. Problèmes matriciels, décomposition LU, inversion et diagonalisation des matrices, matrices éparses. Traitement des données, lissages. Problèmes différentiels, extrémisation, gradient conjugué, programmation linéaire. Problèmes intégraux, quadratures gaussiennes, transformées de Fourier rapides, méthode de Runge-Kutta, problèmes aux limites. Simulations déterministes et stochastiques, dynamique moléculaire, méthode Monte Carlo.

Préalable(s)

IFT 159 et PHQ 340

Antérieure(s)

MAT 297


PHQ 505Méthodes de physique théorique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 505

3 cr.

Méthodes de physique théorique (3-1-5)

Cible(s) de formation

Comprendre et savoir appliquer certaines méthodes mathématiques de la physique théorique.

Contenu

Fonctions d'une variable complexe: calcul des résidus; évaluations d'intégrales; prolongement analytique; fonctions gamma et bêta d'Euler. Équations différentielles linéaires du deuxième ordre; fonctions hypergéométriques confluentes; fonctions de Bessel; fonctions de Legendre. Application à la solution d'équations différentielles d'intérêt physique.

Préalable(s)

MAT 198 et (MAT 228 ou MAT 298) et MAT 297


PHQ 556Physique de l'électronique classique et quantique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 556

3 cr.

Physique de l'électronique classique et quantique (3-1-5)

Cible(s) de formation

Comprendre le fonctionnement et quelques applications des dispositifs électroniques tant classiques que quantiques, depuis les dispositifs utilisés dans les applications courantes jusqu'à ceux encore au stade de la recherche fondamentale.

Contenu

Dispositifs classiques à base de semiconducteurs (diodes, transistors, etc.). Nanodispositifs à quelques électrons. Dispositifs basés sur les effets physiques suivants : effet tunnel, effet Josephson, confinement quantique, magnétisme orbital et de spin, cohérence de phase électronique.

Préalable(s)

PHQ 260 et PHQ 330 et PHQ 440


PHQ 560Travaux pratiques avancés I (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 560

3 cr.

Travaux pratiques avancés I (0-4-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec des techniques courantes en recherche et développement. Développer les aptitudes nécessaires pour critiquer des résultats expérimentaux dans un rapport de laboratoire détaillé.

Contenu

Expériences typiquement rencontrées dans le domaine de la recherche et du développement telles que spectroscopies Fourier et Mössbauer, effet Hall classique et quantique, résonance paramagnétique électronique et conductivité hyperfréquence, photoluminescence dans les puits quantiques, Shockley-Haynes et photoporteurs, diffraction des rayons X, photolithographie. Le contenu de PHQ 560 est partagé avec PHQ 660.

Préalable(s)


Avoir obtenu 45 crédits


PHQ 575Optique moderne (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 575

3 cr.

Optique moderne (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec des applications modernes en optique (laser, optique non linéaire, optique de Fourier).

Contenu

Notions de cohérences spatiale et temporelle, optique de Fourier, holographie, applications aux techniques de lithographie submicronique, caractéristiques du rayonnement laser, pompages optique et électrique, laser à semi-conducteur, laser à impulsions courtes, origines des non-linéarités optiques, tenseur de susceptibilité, biréfringences naturelle et induite électriquement (effet Kerr et effet Pockels), phénomènes d'auto-action de la lumière (effet photoréfractif et auto-focalisation lumineuse), processus paramétriques, applications aux modulateurs optiques.

Préalable(s)

PHQ 120

Concomitante(s)

PHQ 585


PHQ 585Physique du solide (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 585

3 cr.

Physique du solide (3-1-5)

Cible(s) de formation

Intégrer les grands concepts de l'électromagnétisme, de la mécanique quantique et de la physique statistique en vue d'une description des structures cristallines et électroniques des solides macroscopiques.

Contenu

Réseaux périodiques. Loi de Bragg, réseau réciproque. Liaisons cristallines, solides quantiques. Phonons optiques et acoustiques, thermostatique des phonons, processus umklapp. Électrons sans interactions, transport, effet Hall. Bandes d'énergie, approche de liaisons fortes. Semi-conducteurs, masse effective, trous et électrons. Surfaces de Fermi et effet de Haas-van-Alphen. Plasmons, polaritons, supraconductivité.

Préalable(s)

PHQ 430 et PHQ 440


PHQ 615Relativité générale (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 615

3 cr.

Relativité générale (3-1-5)

Cible(s) de formation

Connaître l'espace-temps physique courbé et la théorie de la gravitation d'Einstein; apprendre le langage mathématique nécessaire à la description adéquate de l'espace-temps et à la compréhension des phénomènes gravitationnels.

Contenu

Rappel des notions de relativité restreinte; le champ électromagnétique dans l'espace-temps; calcul tensoriel; le tenseur stress-énergie; repère accéléré dans l'espace-temps. Introduction à la géométrie différentielle; déviation géodésique et courbure de l'espace-temps; tenseurs de Riemann et d'Einstein; principe d'équivalence; génération de la courbure par l'énergie-masse; l'équation d'Einstein; correspondance avec la théorie newtonienne. Applications : métriques d'espace-temps sphérique et statique; avance du périhélie, pulsars, trous noirs; évolution de l'Univers.

Préalable(s)

PHQ 421


PHQ 635Mécanique quantique III (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 635

3 cr.

Mécanique quantique III (3-1-5)

Cible(s) de formation

Compléter sa connaissance des concepts de base de la mécanique quantique et les approfondir en les appliquant à des systèmes quantiques concrets. S'initier aux méthodes de calcul de la mécanique quantique.

Contenu

Le spin de l'électron; composition de moments cinétiques; théorie des perturbations stationnaires. L'équation de Dirac; calcul des structures fines de l'atome d'hydrogène. Théorie des perturbations dépendantes du temps; systèmes de particules identiques.

Préalable(s)

PHQ 430


PHQ 636Physique subatomique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 636

3 cr.

Physique subatomique (3-1-5)

Cible(s) de formation

Intégrer les concepts de la mécanique quantique et de l'électromagnétisme en vue d'une description de la physique des hautes énergies et des applications de la physique nucléaire.

Contenu

Propriétés globales des noyaux atomiques, modèle en couches, moment magnétique, moment quadripolaire, rotations et vibrations des noyaux, symétries et lois de conservation, isospin, parité, conservation de la charge, découverte des particules, accélérateurs et détecteurs, désintégration des particules, spectre de masse, spectres des baryons et de mésons, les quarks, les mésons lourds, états à trois quarks, chromodynamique quantique, liberté asymptotique et confinement, modèle pour les baryons, bosons W et Z, fission nucléaire, réacteurs, fusion nucléaire, fusion dans les étoiles, combustion de l'hélium, combustion explosive, étoiles à neutrons, nucléogenèse.

Préalable(s)

PHQ 430


PHQ 637Information et calcul quantiques (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 637

3 cr.

Information et calcul quantiques (3-1-5)

Cible(s) de formation

Comprendre les principaux avantages offerts par le contrôle cohérent de systèmes quantiques à des fins de communication et de calcul, ainsi que les défis techniques associés. Se familiariser avec le formalisme et les outils de l'informatique quantique et avec les quelques dispositifs de stockage et de traitement de l'information quantique.

Contenu

Outils mathématiques de l'informatique quantique; protocoles de communication quantique; correction d'erreur quantique; algorithmes quantiques; dispositifs pour le traitement quantique de l'information.

Préalable(s)

PHQ 430


PHQ 660Travaux pratiques avancés II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 660

3 cr.

Travaux pratiques avancés II (0-4-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec des techniques courantes en recherche et développement. Développer les aptitudes nécessaires pour critiquer des résultats expérimentaux dans un rapport de laboratoire détaillé.

Contenu

Expériences typiquement rencontrées dans le domaine de la recherche et du développement telles que spectroscopies Fourier et Mössbauer, effet Hall classique et quantique, résonance paramagnétique électronique et conductivité hyperfréquence, photoluminescence dans les puits quantiques, Shockley-Haynes et photoporteurs, diffraction des rayons X, photolithographie. Le contenu de PHQ 660 est partagé avec PHQ 560.

Préalable(s)


Avoir obtenu 45 crédits


PHQ 662Initiation à la recherche (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 662

3 cr.

Initiation à la recherche (0-7-2)

Cible(s) de formation

S'initier à la recherche en physique dans le cadre d'un projet de recherche d'envergure moyenne.

Contenu

Le contenu du projet sera déterminé en accord avec une professeure ou un professeur du Département de physique, et approuvé par la directrice ou le directeur du Département.

Préalable(s)


Avoir obtenu 48 crédits


PHQ 667Projet de vulgarisation scientifique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 667

3 cr.

Projet de vulgarisation scientifique (0-7-2)

Cible(s) de formation

Approfondir ses connaissances sur un sujet de la physique au point de pouvoir l'expliquer simplement, mais d'une façon scientifiquement correcte. S'initier à la vulgarisation scientifique par la production de matériel de vulgarisation sur un sujet touchant à la physique.

Contenu

Déterminé en accord avec une professeure ou un professeur du Département de physique ou avec une ou un auxiliaire d'enseignement possédant une expérience pratique en vulgarisation, et approuvé par la direction du programme.

Préalable(s)


Avoir obtenu 48 crédits


PHQ 676Astrophysique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 676

3 cr.

Astrophysique (3-1-5)

Cible(s) de formation

Intégrer les connaissances des lois de la physique dans l'analyse de problèmes concrets et contemporains d'astrophysique.

Contenu

Les techniques et instruments de mesure en astronomie, le système solaire, les étoiles, le milieu interstellaire, la voie lactée, les galaxies et la structure de l'Univers.

Préalable(s)

PHQ 440

Antérieure(s)

PHQ 421 et PHQ 430


PHQ 677Hydrodynamique et phénomènes non linéaires (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 677

3 cr.

Hydrodynamique et phénomènes non linéaires (3-1-5)

Cible(s) de formation

Analyser des problèmes d'hydrodynamique en choisissant différentes méthodes de solution: analyse dimensionnelle, solution d'équations aux dérivées partielles, méthodes numériques. Connaître différents aspects de la physique des phénomènes non linéaires et chaotiques.

Contenu

Dérivation des équations de l'hydrodynamique; approches lagrangienne et eulérienne. Fluide idéal. Équations d'Euler et de Bernoulli, écoulements irrotationnel et incompressible, ondes. Comportement non linéaire : ondes solitaires et solitons en physique. Fluides visqueux, fluide newtonien et équation de Navier-Stokes, couche limite, nombre de Reynolds, écoulements laminaires, amortissement des ondes. Turbulence et physique du chaos.

Préalable(s)

IFT 159 et (MAT 228 ou MAT 298) et PHQ 210


Activités pédagogiques au choix (0 à 6 crédits)

CHEMINEMENT EN CALCUL SCIENTIFIQUE

  • 57 crédits d'activités pédagogiques obligatoires et à option du tronc commun
  • 12 crédits d'activités pédagogiques obligatoires du cheminement en calcul scientifique
  • 15 à 21 crédits d'activités pédagogiques choisies parmi les activités à option du cheminement général
  • 0 à 6 crédits d'activités pédagogiques au choix

Activités pédagogiques obligatoires (12 crédits)

IFT 339Structures de données (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

IFT 339

3 cr.

Structures de données (3-1-5)

Cible(s) de formation

Formaliser les structures de données (piles, listes, arborescences, etc.); comparer et choisir les meilleures mises en œuvre des structures en fonction du problème à traiter; mettre en pratique les notions de module et de type abstrait.

Contenu

Axiomatisation des structures de données classiques (piles, listes, ensembles, arborescences). Mise en évidence des structures de données sous-jacentes à un problème. Introduction à la théorie de la complexité. Étude comparative d'algorithmes (ordre de complexité et d'espace). Choix de mises en œuvre et de représentations de structures. Listes généralisées et applications. Arborescences équilibrées (AVL, 2-3, B, etc.). Adressage dispersé (hashing).

Préalable(s)

IFT 159


IFT 536Systèmes de calcul scientifique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

IFT 536

3 cr.

Systèmes de calcul scientifique (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec les différentes architectures des superordinateurs, acquérir des notions de programmation parallèle et développer des techniques en optimisation des codes.

Contenu

Description de quelques architectures courantes des superordinateurs. Environnement de calcul scientifique : installation, configuration et utilisation de systèmes (exemple : Unix) et de logiciels spécialisés dans le contexte du calcul de haute performance. Programmation parallèle (exemple : MPI, OpenMP). Notions de base d'algorithmes parallèles. Performance et optimisation de code. Langage de script (ex. Python).

Préalable(s)

IFT 339 et PHQ 405


PHQ 405Méthodes numériques et simulations (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 405

3 cr.

Méthodes numériques et simulations (3-1-5)

Cible(s) de formation

Maîtriser diverses méthodes numériques et techniques de simulation afin de solutionner des problèmes réalistes qui ne peuvent être résolus par des méthodes analytiques. Résoudre des problèmes concrets en faisant appel à plusieurs notions de physique acquises dans d'autres activités.

Contenu

Précision et stabilité des algorithmes. Organisation d'un programme. Problèmes matriciels, décomposition LU, inversion et diagonalisation des matrices, matrices éparses. Traitement des données, lissages. Problèmes différentiels, extrémisation, gradient conjugué, programmation linéaire. Problèmes intégraux, quadratures gaussiennes, transformées de Fourier rapides, méthode de Runge-Kutta, problèmes aux limites. Simulations déterministes et stochastiques, dynamique moléculaire, méthode Monte Carlo.

Préalable(s)

IFT 159 et PHQ 340

Antérieure(s)

MAT 297


PHQ 662Initiation à la recherche (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 662

3 cr.

Initiation à la recherche (0-7-2)

Cible(s) de formation

S'initier à la recherche en physique dans le cadre d'un projet de recherche d'envergure moyenne.

Contenu

Le contenu du projet sera déterminé en accord avec une professeure ou un professeur du Département de physique, et approuvé par la directrice ou le directeur du Département.

Préalable(s)


Avoir obtenu 48 crédits


Activités pédagogiques à option (15 à 21 crédits)

Choisies parmi les activités à option du cheminement général

Activités pédagogiques au choix (0 à 6 crédits)

CHEMINEMENT EN PHYSIQUE MÉDICALE

  • 57 crédits d’activités pédagogiques obligatoires et à option du tronc commun
  • 3 crédits d’activités pédagogiques obligatoires du cheminement en physique médicale
  • 9 crédits d’activités pédagogiques à option du cheminement en physique médicale
  • 15 à 21 crédits d’activités pédagogiques choisies parmi les activités à option du cheminement général
  • 0 à 6 crédits d’activités pédagogiques au choix

Activités pédagogiques obligatoires (3 crédits)

PHQ 662Initiation à la recherche (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 662

3 cr.

Initiation à la recherche (0-7-2)

Cible(s) de formation

S'initier à la recherche en physique dans le cadre d'un projet de recherche d'envergure moyenne.

Contenu

Le contenu du projet sera déterminé en accord avec une professeure ou un professeur du Département de physique, et approuvé par la directrice ou le directeur du Département.

Préalable(s)


Avoir obtenu 48 crédits


Activités pédagogiques à option (24 à 30 crédits)

Neuf crédits d’activités pédagogiques choisies parmi les suivantes :

BGC 711Anatomie fonctionnelle pour l'ingénieur I (1 cr.)

Description de l'activité pédagogique

BGC 711

1 cr.

Anatomie fonctionnelle pour l'ingénieur I

Cible(s) de formation

Maîtriser les concepts fondamentaux normaux et pathologiques d’anatomie et de physiologie humaines afin de mieux comprendre et apprécier les aspects médicaux de problématiques en bioingénierie.

Contenu

Nomenclature, morphologie, cytologie, histologie, physiologie, pathologie, anamnèse, examen médical, données de laboratoire et interprétation médicale de signaux biomédicaux des systèmes du corps humain (ex : nerveux, tactile, visuel, olfactif et gustatif, auditif et vestibulaire, cardiovasculaire, respiratoire, digestif et lymphatique, génito-urinaire, musculaire, squelettique). Pour le trio d'activités concomitantes Anatomie, Modélisation et Instrumentation I, les étudiantes et étudiants choisissent une 1re et une 2e unité parmi les 8 unités suivantes en bioingénierie : Acquisition et traitement de signaux biomédicaux, Électromyographie et statique musculosquelettique, Analyse du mouvement et dynamique musculosquelettique, Biomécanique et mécanobiologie tissulaires, Biofluidique classique, Électrocardiographie et biofluidique hydraulique, Tomographie et biomatériaux, Résonance magnétique et contrôle sensorimoteur.

Concomitante(s)

BGE 711 et BGM 711


BGE 711Instrumentation en bio-ingénierie I (1 cr.)

Description de l'activité pédagogique

BGE 711

1 cr.

Instrumentation en bio-ingénierie I

Cible(s) de formation

Mesurer, par l’entremise de problématiques en bio-ingénierie, des signaux relevant de l’anatomie et de la physiologie humaines, comprendre la nature de ces signaux biomédicaux, analyser des instruments biomédicaux et en concevoir certains, et discuter des points forts et des limites d’instruments biomédicaux existants.

Contenu

Identification du signal, détermination des composantes nécessaires, mesures et analyses du signal et discussion d’instruments biomédicaux (ex  : instruments d’analyse du mouvement, électromyographie, électrocardiographie, microscopie, échographie, tomographie, résonance magnétique). Pour le trio d'activités concomitantes Anatomie, Modélisation et Instrumentation I, les étudiantes et étudiants choisissent une 1re et une 2e unité parmi les 8 unités suivantes en bioingénierie : Acquisition et traitement de signaux biomédicaux, Électromyographie et statique musculosquelettique, Analyse du mouvement et dynamique musculosquelettique, Biomécanique et mécanobiologie tissulaires, Biofluidique classique, Électrocardiographie et biofluidique hydraulique, Tomographie et biomatériaux, Résonance magnétique et contrôle sensorimoteur.

Concomitante(s)

BGC 711 et BGM 711


BGM 711Modélisation en bio-ingénierie I (1 cr.)

Description de l'activité pédagogique

BGM 711

1 cr.

Modélisation en bio-ingénierie I

Cible(s) de formation

Créer, à l’aide d’une méthode cohérente et systématique et par l’entremise de problématiques en bio-ingénierie, des modèles mécaniques et électriques représentant les diverses parties du corps humain et leur fonctionnement normal et pathologique.

Contenu

Identification des propriétés et des fonctions importantes, détermination des composantes et des équations, validation des résultats et discussion de modèles du corps humain (ex : modèles de cellules, tissus, axones, proprioception, pupilles, canaux semi-circulaires, circulation sanguine, alvéoles, micro-organismes, reins, muscles, os, mouvement, locomotion). Pour le trio d'activités concomitantes Anatomie, Modélisation et Instrumentation I, les étudiantes et étudiants choisissent une 1re et une 2e unité parmi les 8 unités suivantes en bioingénierie : acquisition et traitement de signaux biomédicaux, Électromyographie et statique musculosquelettique, Analyse du mouvement et dynamique musculosquelettique, Biomécanique et mécanobiologie tissulaires, Biofluidique classique, Électrocardiographie et biofluidique hydraulique, Tomographie et biomatériaux, Résonance magnétique et contrôle sensorimoteur.

Concomitante(s)

BGC 711 et BGE 711


GEI 722Microcapteurs biophotoniques sur puce (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GEI 722

3 cr.

Microcapteurs biophotoniques sur puce

Cible(s) de formation

Concevoir et faire l'analyse d'un guide d'onde optique intégré; concevoir et faire l'analyse d'un système optique de transduction de phase; concevoir et analyser la performance complète d'un capteur biophotonique intégré selon un cahier des charges donné.

Contenu

Notions de microfabrication en salles blanches; équations de Fresnel et de Snell; optique guidée à base de couches minces; champ évanescent, effet tunnel optique; interférométrie; analyse de sensibilité de détection de biomolécules en surface d'un guide d'onde; mesures optiques en laboratoire; programmation Matlab.

Préalable(s)


Avoir obtenu 67 crédits


PHQ 575Optique moderne (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 575

3 cr.

Optique moderne (3-1-5)

Cible(s) de formation

Se familiariser avec des applications modernes en optique (laser, optique non linéaire, optique de Fourier).

Contenu

Notions de cohérences spatiale et temporelle, optique de Fourier, holographie, applications aux techniques de lithographie submicronique, caractéristiques du rayonnement laser, pompages optique et électrique, laser à semi-conducteur, laser à impulsions courtes, origines des non-linéarités optiques, tenseur de susceptibilité, biréfringences naturelle et induite électriquement (effet Kerr et effet Pockels), phénomènes d'auto-action de la lumière (effet photoréfractif et auto-focalisation lumineuse), processus paramétriques, applications aux modulateurs optiques.

Préalable(s)

PHQ 120

Concomitante(s)

PHQ 585


RBL 737Physique médicale (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

RBL 737

3 cr.

Physique médicale

Cible(s) de formation

Connaître l'origine et la nature des rayonnements ionisants; acquérir des notions de base sur les interactions physiques, physicochimiques et biologiques des rayonnements ionisants; acquérir des notions de base sur la dosimétrie et la détection des rayonnements ionisants; s'initier aux instruments et techniques utilisés en radiothérapie.

Contenu

Origine et nature des rayonnements : rayons gamma, rayons-X, électrons et protons. Interactions physiques des rayonnements ionisants avec la matière. Mesure des quantités de rayonnements. Énergie déposée dans les tissus et dose absorbée. Dommages sur les cellules, les tissus et les organes. Risques biologiques, radioprotection. Physique des sources de rayonnement. Instruments, techniques et protocoles cliniques en radiothérapie.


RBL 738Imagerie médicale (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

RBL 738

3 cr.

Imagerie médicale

Cible(s) de formation

S'initier aux diverses modalités d'imagerie utilisées en médecine. Comprendre les principes physiques de conception des appareils et les techniques de mesure. Connaître les domaines d'application et les traitements des images.

Contenu

Modalités d'imagerie en médecine. Principes physiques de base de diverses techniques d'imagerie : résonance magnétique, ultrason, rayons-X, imagerie monophotonique, imagerie d'émission par positrons. Agents de contraste. Production d'isotopes et de radiotraceurs. Principes tomographiques. Images dynamiques et synchronisées. Traitements et analyses des images. Description de quelques applications cliniques.


Quinze à vingt-et-un crédits d’activités pédagogiques choisies parmi les activités à option du cheminement sans module

Activités pédagogiques au choix (0 à 6 crédits)

CHEMINEMENT EN NANOTECHNOLOGIES ET NANOSCIENCES

  • 57 crédits d'activités pédagogiques obligatoires et à option du tronc commun
  • 3 crédits d'activités pédagogiques obligatoires du cheminement en nanotechnologies et nanosciences
  • 15 crédits d'activités pédagogiques à option du cheminement en nanotechnologies et nanosciences
  • 9 à 15 crédits d'activités pédagogiques choisies parmi les activités à option du cheminement général
  • 0 à 6 crédits d'activités pédagogiques au choix

Activités pédagogiques obligatoires (3 crédits)

PHQ 585Physique du solide (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 585

3 cr.

Physique du solide (3-1-5)

Cible(s) de formation

Intégrer les grands concepts de l'électromagnétisme, de la mécanique quantique et de la physique statistique en vue d'une description des structures cristallines et électroniques des solides macroscopiques.

Contenu

Réseaux périodiques. Loi de Bragg, réseau réciproque. Liaisons cristallines, solides quantiques. Phonons optiques et acoustiques, thermostatique des phonons, processus umklapp. Électrons sans interactions, transport, effet Hall. Bandes d'énergie, approche de liaisons fortes. Semi-conducteurs, masse effective, trous et électrons. Surfaces de Fermi et effet de Haas-van-Alphen. Plasmons, polaritons, supraconductivité.

Préalable(s)

PHQ 430 et PHQ 440


Activités pédagogiques à option (15 crédits)

Quinze crédits d'activités pédagogiques choisies parmi les suivantes :

CPH 715Conception de matériaux intelligents (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

CPH 715

3 cr.

Conception de matériaux intelligents

Cible(s) de formation

Découvrir le monde fascinant des matériaux intelligents. Étudier plusieurs sujets d’actualité et d’intérêt élevé pour des applications. Pour chaque type de matériau, étudier la relation structure-propriété ainsi que les processus et mécanismes au niveau moléculaire conduisant à un comportement ou à une fonction intelligente. Comprendre les principes et stratégies de conception rationnelle. Mettre en application des notions acquises antérieurement, acquérir de nouvelles connaissances et, plus important, développer une capacité d'analyse et de réflexion logiques ainsi qu'un sens de la créativité.

Contenu

Polymères autoréparables (matériau capable de réparer une fracture tout seul); matériaux à mémoire de forme (matériau retrouvant une forme voulue en réaction à un stimulus); nanoparticules d’or stimuli-réactifs (nanoparticules dont la résonance des plasmons de surface peut être contrôlée par stimuli); points quantiques pour cellules photovoltaïques (points quantiques au service de l’énergie); polymères photodéformables (matériaux pouvant être déformés par la lumière); cristaux photoniques pour affichage électronique (cristaux photoniques pour écran flexible).


GEI 718Techniques de fabrication en salles blanches (2 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GEI 718

2 cr.

Techniques de fabrication en salles blanches

Cible(s) de formation

Analyser des dispositifs microfabriqués à partir d'exemples provenant de la littérature scientifique et de la compréhension des principes de fabrication avancée pour composants micro-optoélectroniques et des principes physicochimiques sous-jacents aux techniques de fabrication en salles blanches.

Contenu

Revue de différentes techniques de fabrication typiquement mises en œuvre dans un environnement de salles blanches pour la fabrication de composants microélectroniques et optoélectroniques : techniques de photolithographie, de nanolithographie par faisceau d'électrons, de dépôt de couches minces et de gravure. Particularités associées à la fabrication de composants microélectroniques à très haute intégration.

Préalable(s)


Avoir obtenu 82 crédits

Concomitante(s)

GEI 719


GEI 719Microfabrication de biocapteurs (1 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GEI 719

1 cr.

Microfabrication de biocapteurs

Cible(s) de formation

Analyser les techniques de microfabrication mises en œuvre pour la miniaturisation de biocapteurs en se basant sur des exemples provenant de la littérature scientifique et sur la compréhension des principes de transduction de signaux biophysiques.

Contenu

Techniques de microfabrication pour la réalisation de biocapteurs. Principes pour la détection de paramètres physiques tels que la température, l'humidité, la pression. Principe de fonctionnement d'un microcalorimètre. Dispositifs intégrés de type system on a chip.

Préalable(s)


Avoir obtenu 82 crédits

Concomitante(s)

GEI 718


GEI 769Physique des composants microélectroniques (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GEI 769

3 cr.

Physique des composants microélectroniques

Cible(s) de formation

Analyser des dispositifs micro-optoélectroniques pour comprendre et déterminer leurs caractéristiques d'opération; élaborer la configuration d'un dispositif micro-optoélectronique relativement aux matériaux semi-conducteurs et aux composants de base pour rencontrer des spécifications d'opération données.

Contenu

Propriétés des semi-conducteurs. Jonctions p-n, métal semi-conducteur et semi-conducteur isolant. Structure de bande et effet des potentiels. Processus de claquage et d'avalanche. Composants microélectroniques : transistors, diodes, photodiodes, diodes Schottky et à effet tunnel. Techniques avancées de simulation par éléments finis.

Préalable(s)


Avoir obtenu 82 crédits


GMC 760Nanocaractérisation des semi-conducteurs (1 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GMC 760

1 cr.

Nanocaractérisation des semi-conducteurs

Cible(s) de formation

Se familiariser avec les méthodes de caractérisation des matériaux utilisés en micro-ingénierie, afin de permettre une sélection éclairée dans le cadre d'un projet de recherche. Développer une approche critique et utilitaire de la caractérisation des semi-conducteurs. Élargir ses connaissances fonctionnelles d'un maximum de techniques de caractérisation.

Contenu

Théorie des matériaux cristallins. Mesures optiques : photoluminescence, interférométrie, ellipsométrie, diffusion Raman, diffraction des rayons-X, mesures optiques de surface. Mesures par faisceaux de particules chargées : microscopie électronique, diffractions des électrons, faisceaux d'ions.


GMC 761Genèse et caractérisation des couches minces (2 cr.)

Description de l'activité pédagogique

GMC 761

2 cr.

Genèse et caractérisation des couches minces

Cible(s) de formation

Développer une connaissance générale de la croissance épitaxiale de couches minces de semi-conducteurs. Comprendre les principes physicochimiques gouvernant le processus de croissance. Reconnaître les principales différences entre les techniques de croissance épitaxiale.

Contenu

Rudiments de cristallographie. Reconstruction de surfaces. Modes de croissance. Nanostructures. Boîtes quantiques. Fils quantiques. Caractérisation des couches. Applications spéciales. Nitrures. Oxydes. Couches magnétiques. Autres techniques de dépôt. Épitaxie assistée par laser. Épitaxie en phase vapeur aux hydrures (HVPE). Dépôt par laser pulsé.


PHQ 556Physique de l'électronique classique et quantique (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 556

3 cr.

Physique de l'électronique classique et quantique (3-1-5)

Cible(s) de formation

Comprendre le fonctionnement et quelques applications des dispositifs électroniques tant classiques que quantiques, depuis les dispositifs utilisés dans les applications courantes jusqu'à ceux encore au stade de la recherche fondamentale.

Contenu

Dispositifs classiques à base de semiconducteurs (diodes, transistors, etc.). Nanodispositifs à quelques électrons. Dispositifs basés sur les effets physiques suivants : effet tunnel, effet Josephson, confinement quantique, magnétisme orbital et de spin, cohérence de phase électronique.

Préalable(s)

PHQ 260 et PHQ 330 et PHQ 440


PHQ 662Initiation à la recherche (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHQ 662

3 cr.

Initiation à la recherche (0-7-2)

Cible(s) de formation

S'initier à la recherche en physique dans le cadre d'un projet de recherche d'envergure moyenne.

Contenu

Le contenu du projet sera déterminé en accord avec une professeure ou un professeur du Département de physique, et approuvé par la directrice ou le directeur du Département.

Préalable(s)


Avoir obtenu 48 crédits


PHY 710Techniques de caractérisation des matériaux II (3 cr.)

Description de l'activité pédagogique

PHY 710

3 cr.

Techniques de caractérisation des matériaux II (2-2-5)

Cible(s) de formation

S'initier aux diverses techniques modernes de micro- et nanocaractérisation des matériaux. Apprendre à utiliser et à maîtriser quelques-uns des outils de caractérisation de pointe.

Contenu

Microscopie électronique à haute résolution, cathodoluminescence, microscopie par force atomique et microscopie tunnel (AFM, STM). Microscopie optique en champ proche, microscopie optique confocale, micro-Raman.


Activités pédagogiques au choix (0 à 6 crédits)

Activité pédagogique supplémentaire (0 à 2 crédits)

Cette activité est facultative et ne fait pas partie des crédits du programme.

SCI 099Réussir en sciences (2 cr.)

Description de l'activité pédagogique

SCI 099

2 cr.

Réussir en sciences

Cible(s) de formation

Créer les conditions propices à l'intégration des nouvelles étudiantes et des nouveaux étudiants; développer les compétences favorisant la persévérance et la réussite aux études; améliorer la qualité de vie étudiante.

Contenu

Les carrières en informatique et en mathématiques et l'intégration au champ disciplinaire. La prise de position en égard à son avenir. Le métier d'étudiant et les stratégies d'études. L'organisation de l'espace-temps. Le développement de compétences personnelles. La gestion des évaluations. Le bilan et l'ajustement des objectifs d'études et de l'engagement en tant qu'étudiant. L'implication dans le milieu.