Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический факультет кафедра физики твердого тела

Скачать 131.26 Kb.

Название	Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический факультет кафедра физики твердого тела
Дата публикации	16.03.2015
Размер	131.26 Kb.
Тип	Контрольная работа

100-bal.ru > Физика > Контрольная работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА
УТВЕРЖДАЮ

---------------------------

«----»-------------2014
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

М2.В.02.01 Физика реального кристалл

Направление подготовки магистров

03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Степень выпуска

МАГИСТР

Форм обучения

	Базовый учебный план	Рабочий учебный план 2014/2015
Курс	1	1
Семестр	1	1
Всего, ч	72	72
Всего аудиторных часов, ч	36	36
Лекции, ч	18	18
Практические занятия, ч	18	18
Лабораторные занятия, ч
Самостоятельная работа, ч	36	36
КСР, ч
Экзамен (семестр)
Зачет (семестр)	1	1
Контрольная работа (семестр)
Трудоемкость, зач. ед.	2	2
Перечень компетенций	ОК: 1, 3; ПК: 2, 3, 7	ОК: 1, 3; ПК: 2, 3, 7
Занятия в интерактивной форме, ч	3	3

Ижевск 2014

1. Цель дисциплины

Овладение научным подходом к выбору и использованию материалов при проектировании, изготовлении и эксплуатации изделий с учетом требований экономичности; знание физических и физико-химических основ современного материаловедения; классификации, маркировки, функциональных, технологических и потребительских свойств материалов радиоэлектронных средств (РЭС).

Задачи дисциплины состоят в том, чтобы студент научился прогнозировать свойства реальных структур. Для решения поставленных задач необходимо изучить структуру и свойства кристаллов с дефектами, поведение кристаллов в зависимости от температуры, механических и электрических воздействий. Научиться оценить влияние различных дефектов структуры на качественные характеристики кристаллов, используемых в различных областях техники и выяснить возможности управления дефектами структуры с целью повышения качества кристаллов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ «СПЕЦАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРКТИКУМ» В СТРУКТУРЕ ООП МАГИСТРАТУРЫ

Характеристика профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА. Областью профессиональной деятельности магистров по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА являются все виды наблюдающихся в природе физических явлений, процессов и структур.

Сферой профессиональной деятельности выпускников являются:

государственные и частные научно-исследовательские и производственные организации, связанные с решением физических проблем; учреждения системы высшего и среднего профессионального образования, среднего общего образования.

Объектами профессиональной деятельности магистров по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА являются :

физические системы различного масштаба и уровней организации, процессы их функционирования, физические, инженерно-физические, физико-медицинские и природоохранительные технологии, физическая экспертиза и мониторинг.

Магистр по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА готовится к следующим видам профессиональной деятельности:

научно-исследовательская;
научно-инновационная;
организационно-управленческая;
педагогическая (в установленном порядке в соответствии с полученной дополнительной квалификацией) и просветительская деятельность.

Конкретные виды профессиональной деятельности, к которым в основном готовится магистр, должны определять содержание его образовательной программы, разрабатываемой высшим учебным заведением совместно с обучающимися, научно-педагогическими работниками высшего учебного заведения и объединениями работодателей.

Магистр по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА должен быть подготовлен к решению профессиональных задач в соответствии с профильной направленностью магистерской программы и видами

профессиональной деятельности:

научно-исследовательская деятельность:
проведение научных исследований поставленных проблем;
формулировка новых задач, возникающих в ходе научных исследований;
работа с научной литературой с использованием новых информационных технологий, слежение за научной периодикой;
проведение физических исследований по заданной тематике;
выбор технических средств, подготовка оборудования, работа на экспериментальных физических установках;
выбор необходимых методов исследования;
анализ получаемой физической информации с использованием современной вычислительной техники;
научно-инновационная деятельность:
применение результатов научных исследований в инновационной деятельности;
разработка новых методов инженерно-технологической деятельности;
участие в формулировке новых задач и разработке новых методических подходов в научно-инновационных исследованиях;
обработка и анализ полученных данных с помощью современных информационных технологий;

организационно-управленческая деятельность:

участие в организации научно-исследовательских и научно- инновационных работ, контроль за соблюдением техники безопасности;
участие в организации семинаров, конференций;
составление рефератов, написание и оформление научных статей;
участие в подготовке заявок на конкурсы грантов и оформлении научно-технических проектов, отчетов и патентов;
участие в организация инфраструктуры предприятий, в том числе информационной и технологической;

педагогическая (в установленном порядке в соответствии с полученной дополнительной квалификацией) и просветительская деятельность:

подготовка и ведение семинарских занятий и лабораторных практикумов;
руководство научной работой бакалавров;
проведение кружковых занятий по физике.

Требования к результатам освоения программы магистра по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение (ОК-3);

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);

способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);

способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);

Приведенные выше компетенции магистров вырабатываются в ходе выполнения обучающимися требований к выполнению ООП магистратуры, а также в ходе формирования межличностных отношений. Компетенции могут дополняться учебными заведениями в ходе реализации ООП магистратуры по направлению 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА с учетом введения дополнительных требований к выполнению ООП или спецификой содержания их подготовки.

Принципы построения курса:

Курс входит в Общенаучный цикл (базовая часть, М2.В.02.01) ООП магистратуры по направлению подготовки 03.04.02.01 ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Курс изучается в 1 семестре.

Общая трудоемкость освоения учебной дисциплины «Физика рельного кристлла» составляет: 2 зачетные единицы (72 часа), в 1 семестре лекционных занятий -18 часов, СРС- 36 часов, практических занятий - 18 часов, , СРС – 36 часа. Зачет – в 1 семестре.

Для успешного освоения курса должны быть сформированы следующие компетенции на пороговом уровне: ОК - 1, 3, и ПК – «, 3, 7.

Успешное освоение курса необходимо для перехода к изучению дисциплин базовой и вариативной частей Профессионального цикла, для выполнения курсовой и Выпускной квалификационной работы.

Программа курса построена в соответствии со стандартом и включает следующие виды учебной работы:

аудиторные занятия (практические занятия, лекционные занятия).

Как правило, здесь рассматривают фрагменты теории требующих сложных математических выкладок, и наиболее типичные задачи. Для закрепления материала, рассматриваемого на практических занятиях, студенты получают домашние задания - самостоятельная работа (изучение теоретического курса, самоподготовка).

В курсе выделено несколько модулей:

Дефекты кристаллической решетки;
Функциональные, технологические и потребительские свойства материалов;
Строение сплавов. Диаграммы состояния;
Проводниковые и резистивные материалы;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. УНИФИКАЦИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

3. Содержание лекционного курса
ВВЕДЕНИЕ

(1 час)

Предмет и содержание дисциплины. Специфические требования к материалам электронной техники. Технический прогресс в области получения и обработки материалов. Общие принципы выбора материалов в соответствии с назначением и технико-экономическими требованиями.
Раздел 1. Дефекты кристаллической решетки (4часа)

Классификация и характеристика типов дефектов: точечные, линейные, плоскостные, объемные.

Точечные дефекты: междоузельные и чужеродные атомы, вакансии, дефекты по Френкелю и Шоттки, концентрация точечных дефектов.

Линейные дефекты (дислокации). Типы дислокаций, контур и вектор Бюргерса. Плотность, образование и движение дислокаций. Взаимодействие дефектов.

Поверхностные и объемные дефекты: границы зерен, двойники, дефекты упаковки, поры, трещины. Строение реальных материалов (моно- и поликристаллы). Понятие микроструктуры.

Методы исследования состава, кристаллического строения макро- и микроструктуры материалов.
Раздел 2. Функциональные, технологические и Потребительские свойства материалов (4 часа);
Классификация свойств материалов РЭС, электронно-оптической техники и конструкционных материалов. Функциональные (механические, электрические, теплофизические, магнитные и др.), технологические (обрабатываемость, паяемость, свариваемость и др.) и потребительские свойства (экономические, эстетические, экологические, гигиенические и др.).

Процесс кристаллизации, его характеристики: температура, степень переохлаждения, скорость кристаллизации. Зарождение и рост кристаллов, критический размер зародыша при гомогенной и гетерогенной кристаллизации. Структура сплава в зависимости от условий кристаллизации. Вторичная кристаллизация металлов. Полиморфные превращения.

Влияние формы и размера зерен на свойства металлов и сплавов, модифицирование структуры. Дендритный рост. Перераспределение примесей при затвердевании, зональная и обратная ликвации и способы их устранения.
Раздел 3. Строение сплавов. Диаграммы состояния (4 часа)

Термодинамическая система и ее параметры. Типы фаз двойных сплавов: твердые растворы, химические соединения, механические смеси, переходные фазы.

Основные типы диаграмм состояния двойных сплавов: с неограниченной и ограниченной растворимостью, с образованием соединений, эвтектические и перитектические, механической смеси компонентов. Фазовые превращения в сплавах и формирование структуры, правило фаз Гиббса, сопряженные фазы, правило отрезков.

Диаграмма состояния систем с полиморфным превращением.

Связь между строением сплава и его свойствами. Понятие о диаграммах состояния тройных систем.
Раздел 4. Проводниковые и резистивные материалы (4 часа)

Виды и классификация проводниковых материалов, их применение. Зависимость электрофизических свойств от состава, структуры и внешних воздействий.

Материалы высокой проводимости и благородные металлы (медь, алюминий, серебро, золото и др.): свойства, маркировка, применение.

Тугоплавкие металлы и сплавы (вольфрам, молибден, тантал и др.): получение, физико-химические свойства, марки, применение.

Легкоплавкие металлы и сплавы, припои и флюсы.

Резистивные материалы (константан, манганин, керметы) и сплавы для нагревательных элементов (нихром, фехраль и др.).

Проводниковые и конструкционные материалы с особыми физико-химическими свойствами (постоянным температурным коэффициентом линейного расширения, эффектом памяти формы, проводящие модификации углерода и др.).

Классификация диэлектрических материалов. Диэлектрические газы и жидкости, полимеры и композиционные пластмассы, компаунды и лаки, слоистые пластики, стекла и ситаллы, монокристаллические и керамические диэлектрики, материалы подложек, диэлектрических, пассивирующих и масочных слоев полупроводниковых приборов, интегральные схемы (ИС) и гигантские интегральные схемы (ГИС), сегнето- и пьезоэлектрики, материалы звукопроводов, электреты и др.: свойства, методы формирования, марки и применение.
Раздел 4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. УНИФИКАЦИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ (1 час)

Вероятностные характеристики материалов. Эталонные материалы. Стоимость материалов. Понятие об экономической эффективности применения в производстве новых материалов и способов их обработки. Методика расчета эффективности применения материалов и способов их обработки.

Унификация материалов. Роль материалов в развитии наукоемких отраслей народного хозяйства. Перспективы использования новых материалов и технологий их обработки. Экологические проблемы материаловедения.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Дефекты кристаллического строения, методы их выявления и гетерирования.
Строение вещества, типы химических связей, расчет сил взаимодействия ионов в твёрдом теле и энергий ионизации.
Анализ модели элементарной ячейки, индексы Миллера, методы, исследования структуры, расчет параметров элементарной ячейки.
Элементарные полупроводники (Si, Ge, Se) и структуры на их основе: свойства, методы получения, очистки, выращивания слитков, маркировка.
Полупроводниковые соединения: А³В⁵(GaAs, GaP, InSb и др.), А²В⁶ (CdS, ZnSe, CdTe и др.), А⁴В⁴(SiC и др.) и твердые растворы на их основе. Особенности свойств, технологии получения и изготовления приборов, маркировка.
Поликристаллические, аморфные и органические полупроводники.
Определение удельного сопротивления и времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводниках
Изучение диаграмм состояния, методик расчета компонентного и фазового состава бинарных сплавов.
Эпитаксия. Гомо- и гетероэпитаксия. Преимущества эпитаксиальной технологии. Основные закономерности роста эпитаксиальных пленок при их выращивании из газообразных фаз.
Термодинамический и молекулярно-кинетический подходы к рассмотрению механизм зародышеобразования
Экспериментальные исследования процессов зародышеобразования, структуры и влияния условий выращивания на эти процессы.
Особенности гетероэпитаксии. Методы эпитаксии. Жидкостная эпитаксия.
Эпитаксия из газообразной фазы. Метод химических реакций.
Газотранспортная эпитаксия. Конденсация из газовой фазы с использованием металлоорганических соединений (МОСVD)
Конденсация из паровой фазы. Метод « горячей стенки». Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ). Особенности МЛЭ.
Методы получения квантово-размерных структур.
Самоорганизация квантовых точек и нитей
Выращивание наноструктур с периодической модуляцией состава в эпитаксиальных пленках твердых растворов полупроводников.

Рекомендуемая литература (основная и дополнительная)
основная литература

1. Лахтин, Ю. М.,Леонтьева В. П. Материаловедение : учеб. для втузов. - Москва : Альянс, 2013 (бк_ид = 5056305)

2. Раскин, А. А.,Прокофьева В. К. Технология материалов микро-, опто- и наноэлектроники : учеб. пособие для вузов по направлению подгот. 210100 "Электроника и микроэлектроника" . Ч. 1. - М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2010 (бк_ид = 4730374)

3. Эшби, М. Ф.,Джонс Д. Р. Конструкционные материалы. Полный курс : пер. 3-го англ. изд. : [учеб. пособие]. - Долгопрудный : Интеллект, 2010 (бк_ид = 2537075)

4. Брандон, Д.,Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля : учеб. пособие для вузов по направлению "Прикладные математика и физика". - М. : Техносфера, 2006 (бк_ид = 2161308)

5. Клеман, М.,Лаврентович О. Д. Основы физики частично упорядоченных сред: жидкие кристаллы, коллоиды, фрактальные структуры, полимеры и биологические объекты. - М. : Физматлит, 2007 (бк_ид = 1457831)
Дополнительная литература
1. Диаграммы состояния металлических систем : Термодинам. расчеты и эксперим. методы. [Сб. статей]. - М. : Наука, 1981 (бк_ид = 806)

2. Диаграммы фаз в сплавах. - М. : Мир, 1986 (бк_ид = 807)

3. Белокур, И.П.,Коваленко В.А. Дефектоскопия материалов и изделий. - Киев : Тэхника, 1989 (бк_ид = 10805)

4. Дриц, М.Е.,Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение : Учебник для вузов. - М. : Высш.шк., 1990 (бк_ид = 31401)

5. Дислокации в кристаллах : Библиогр. указ. отеч. и иностр. лит. . 1973-1974. - М. : Наука, 1981 (бк_ид = 32344)

6. Захаров, А.М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем : Учеб. пособие для металлург. и машиностроит. спец. вузов. - М. : Металлургия, 1990 (бк_ид = 35342)

7. Зломанов, В.П. Р-Т-х-диаграммы двухкомпонентных систем. - М. : Изд-во МГУ, 1980 (бк_ид = 36810)

8. Электронные свойства дислокаций в полупроводниках. - М. : Эдиториал УРСС, 2000 (бк_ид = 41645)

9. Лахтин, Ю.М.,Леонтьева В.П. Материаловедение : Учеб.для втузов. - М. : Машиностроение, 1990 (бк_ид = 45334)

10. Ландау, Л.Д.,Лифшиц Е.М. Теоретическая физика : В 10 т. . Т.7 . Теория упругости:Учеб.пособие для вузов рек.МО РФ. - М. : Физматлит, 2001 (бк_ид = 88994)

11. Новоселова, А.В. Фазовые диаграммы, их построение и методы исследования. - М. : Изд-во МГУ, 1987 (бк_ид = 107329)

12. Арзамасов, Б.Н.,Макарова В.И. Материаловедение : Учеб.для вузов рек.МО РФ. - М. : Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2003 (бк_ид = 206778)

13. Смирнов, Б.И. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. - Л. : Наука; Ленингр. отд-ние, 1981 (бк_ид = 787923)

14. Багдасаров, Х.С. Высокотемпературная кристализация из расплава. - М. : Физматлит, 2004 (бк_ид = 1099306)

15. Брандон, Д.,Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля : учеб. пособие для вузов по направлению "Прикладные математика и физика". - М. : Техносфера, 2006 (бк_ид = 2161308)

16. Рощин, В. М.,Силибин М. В. Технология материалов микро-, опто- и наноэлектроники : учеб. пособие для вузов по направлению подгот. 210100 "Электроника и микроэлектроника" . Ч. 2. - М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2010 (бк_ид = 4730376)

17. Неорганические материалы . 2. - Т. 48, № 2, от февраль. - 2012 (бк_ид = 4932857)

18. Осипьян, Ю. А. Избранные труды. - М. : Борей, 2012 (бк_ид = 5055610)

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический... Изучение основ теории методов, апаратурного оформления, примеров практического использования, областей применения, достоинств, ограничений...		Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение основ квантовой механики как базы для последующего освоения статистической физики, теории теплофизических...
	Федеральное государственноебюджетное образовательное учреждение высшего... Федерации», Постановлением Правительства Российской Федерации от 14. 02. 2008 №71 «Об утверждении Типового положения об образовательном...		Радиофизический факультет Лекционные занятия по курсу дополняются работами спецпрактикума по физике твердого тела, выполняемому студентами на экспериментальной...
	«Челябинский государственный педагогический университет» (фгбоу впо... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на углубленное изучение методов физики твердого тела, знакомство с некоторыми современными проблемами...
	Фгбоу впо «Красноярский государственный педагогический университет... Фгбоу впо «Красноярский государственный педагогический университет им. В. П. Астафьева»		Фгбоу впо «Калмыцкий государственный университет» Гуманитарный факультет... Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 030600 История
	Фгбоу впо «Удмуртский государственный университет» Факультет социологии... Куртамышского района», постановлением Администрации Куртамышского района от 21 октября 2010 года №62 «О внесении изменений в постановление...		Российской федерации фгбоу впо «Саратовский государственный университет... Дисциплина «Общий менеджмент» относится к базовой части профессионального цикла ооп впо
	Фгбоу впо «Удмуртский государственный университет» Институт права,... Целью учебной дисциплины «залоговое право» является углубленное изучение залога как института гражданского права		Фгбоу впо «Удмуртский государственный университет» Институт права,... Целью учебной дисциплины «залоговое право» является углубленное изучение залога как института гражданского права
	Гоу впо «Удмуртский государственный университет» Исторический факультет... ...		Радиофизический факультет Цель курса – формирование у студентов знаний по основам классической механики как раздела теоретической физики. Задача курса – овладение...
	Информация фгбоу впо «Удмуртский государственный университет» Г.... Цель – формирование и развитие познавательного интереса к предмету химии и биологии		Московский энергетический институт ...

Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический факультет кафедра физики твердого тела

Похожие: