Программа дисциплины "Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы»





Скачать 365.74 Kb.
НазваниеПрограмма дисциплины "Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы»
страница1/3
Дата публикации06.03.2016
Размер365.74 Kb.
ТипПрограмма дисциплины
100-bal.ru > Физика > Программа дисциплины
  1   2   3


Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"
Факультет электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины

"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем"
для специальности 210602.65 «Наноматериалы» подготовки специалиста

Автор программы:

Бондаренко Г.Г., д.ф.-м.н.,профессор, gbondarenko@hse.ru

Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» «___»____________ 20 г

Зав. кафедрой:

В.П.Кулагин

Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС] «___»____________ 20 г

Председатель [Введите И.О. Фамилия]
Утверждена УС факультета [Введите название факультета] «___»_____________20 г.

Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________ [подпись]

Москва, 2012

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является изучение инициированных высокоэнергетической радиацией процессов деградации и модифицирования структуры и свойств материалов, а также формирования новых структурных фаз и систем, в частности наноразмерных систем. Важными составляющими дисциплины являются изучение радиационных методов получения и эволюции под действием радиации наноразмерных систем, протекающих в них радиационно-стимулированных и радиационно-индуцированных процессов, радиационной стойкости наноразмерных систем и их практического использования в наноэлектронике, аэрокосмической технике, ядерной энергетике. Базовыми дисциплинами являются: высшая математика, общая физика, физика конденсированного состояния, квантовая механика, общая и физическая химия, теория дефектов в твердых телах, физика полупроводников, физико-химия наноструктурированных материалов, физические свойства объемных и наноструктурированных материалов, теория симметрии и кристаллофизика.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Изучение дисциплины предполагает освоение студентами фундаментальных основ радиационного материаловедения, в частности радиационного материаловедения наноразмерных систем, получение знаний о влиянии различных видов высокоэнергетических излучений на физические свойства и структуру материалов, в том числе наноматериалов, а также радиационных методах создания наноразмерных систем, эволюции их роста при облучении, уникальных свойствах и радиационной стойкости.


  1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

Семестр

6

7

Общая трудоемкость дисциплины

140

70

70

Аудиторные занятия

85

34

51

Лекции (Л)

68

34

34

Практические занятия (ПЗ)

17

-

17

Семинары (С)

-

-

-

Самостоятельная работа

55

36

19

Курсовой проект (работа)

-

-

-

Реферат

34

17

17

и (или) другие виды самостоятельной работы

-

-

-

Вид итогового контроля

(зачет, экзамен)




Зачет

Экзамен




  1. Содержание дисциплины

4.1.Разделы дисциплины и виды занятий.


№№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

Практические занятия

11


Физические основы радиационного материаловедения


34


-

22


Общие вопросы радиационного материаловедения.


12


8

33


Радиационное материаловедение низкоразмерных систем


22


9


4.2.Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Физические основы радиационного материаловедения: 16 часов.
1.1.Введение. Радиационное материаловедение как научно-техническое направление.

1.2. Виды и источники излучений.

1.2.1. Виды излучений – корпускулярное, электромагнитное. Электроны, протоны, ионы, альфа-, бета-частицы, гамма-кванты, нейтроны и др.Характеристики излучений: энергия, флюенс, поток, плотность потока, доза и др. Волновые свойства частиц. Потенциал и энергия ионизации. Радиоактивные изотопы, Характеристики радиоактивных изотопов. Спектр излучения. Период полураспада.

1.2.2. Источники излучений. Ускорители. Изотопные источники – естественные и искусственные. Ядерные реакции в атомном и термоядерном реакторе. Радиационные пояса Земли – естественные и искусственные. Космические лучи. Ядерные взрывы.

1.2.3. Методы регистрации излучений. Фотоядерные методы. Ионизационные, искровые, сцинтилляционные, полупроводниковые счетчики. Общее представление о спектроскопии излучений.

1.3. Поглощение излучения веществом. Физическая природа взаимодействия нейтронного, протонного, электронного и др. видов излучений с твердыми телами. Упругое и неупругое взаимодействие. Удельные энергетические потери. Эффективные сечения упругих и неупругих взаимодействий. Эффективные сечения взаимодействия высокоэнергетических электронов с веществом. Фотоядерные реакции. Потенциалы взаимодействия. Экспериментальные измерения энергетических потерь. Поглощение излучений кристаллами. Особенности поглощения высокоэнергетических нейтральных тяжелых частиц. Общее теоретическое рассмотрение траекторий при столкновении. Глубины проникновения для различных высокоэнергетических частиц. Понятие проективного пробега ускоренных частиц. Эффект каналирования заряженных частиц в кристаллах. Эффект блокирования (теней). Каналирование при низких энергиях первичных частиц. Каналирование при высоких энергиях. Классическая и квантовая теории каналирования. Деканалирование высокоэнергетических частиц. Прикладное использование эффектов каналирования и блокирования для изучения структуры и местоположения инородных атомов, тетрагональности кристаллических решеток и т.д. Неупругие процессы поглощения излучений веществом. Ядерные реакции. Ядерные реакции при воздействии на вещество легких заряженных частиц. Ядерные реакции при воздействии на вещество нейтронов. Распределение первичных атомов отдачи.

1.4. Образование дефектов в кристаллических твердых телах при воздействии излучений различных видов. Элементарные процессы образования радиационных точечных дефектов в кристаллах. Пороговая энергия образования пар Френкеля. Анизотропия энергии образования пар Френкеля. Радиусы спонтанной аннигиляции вакансий и междоузельных атомов. Рекомбинационный объем. Атомные смещения вблизи порога образования точечных дефектов (подпороговые эффекты). Сечение дефектообразования. Каскады столкновений. Элементарная теория каскадов столкновений. Определение первичной энергии атомов отдачи. Каскады столкновений при высоких и низких энергиях. Эффект фокусировки атомных столкновений. Фокусировка атомных столкновений в ГЦК и ОЦК кристаллах. Строение каскада смещений. Обедненные зоны. Расчет числа смещенных атомов в каскаде смещений. Определение числа дефектов, вводимых различными видами излучений. Каскадное перемешивание. Отжиг радиационных дефектов в кристаллах. Стадии отжига и их природа. Образование каскадов смещений при фотоядер

ных реакциях. Тепловые пики. Экспериментальное исследование каскадов смещений. Роль неупругих процессов при нейтронном, протонном, электронном облучении в дефектообразовании в кристаллах. Осколки деления. Трасмутанты. Определение концентрации трансмутантов.

1.5.Радиационно-индуцированные и радиационно-стимулированные процессы в металлических и полупроводниковых материалах. Радиационно-индуцированная сегрегация компонентов в облученных сплавах. Радиационно-индуцированные и радиационно-стимулированные фазовые превращения в сплавах. Радиационно-стимулированная диффузия. Взаимодействие радиационных дефектов с дислокациями и атомами примесей. Дислокации как стоки междоузельных атомов и вакансий. Преференс. Примесные атмосферы. Радиационно-стимулированные процессы в полупроводниковых материалах.

1.6. Поверхностные радиационные дефекты в твердых телах. Физическое и химическое распыление кристаллических и аморфных твердых тел под действием ускоренных частиц. Радиационный блистеринг в материалах. Зависимость степени эрозии поверхности при распылении и блистеринге от энергии частиц, флюенса, температуры и других факторов. Влияние поверхностной структуры материала на блистеринг. Распыление материалов под действием высокоэнергетических нейтронов. Способы повышения стойкости материалов по отношению к распылению и блистерингу.

1.7. Физические принципы имитации одних видов излучений другими. Прогнозирование свойств материалов. Общие принципы машинной имитации радиационных повреждений в кристаллах. Имитация воздействия быстрых нейтронов высокоэнергетическими тяжелыми ионами и электронами. Имитация с помощью фотоядерных реакций. Экспериментальные методы имитации. Общие методы прогнозирования накопления радиационных дефектов в кристаллах в зависимости от реальных условий.

1.8. Взаимодействие импульсных излучений с веществом. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Изменение структуры и свойств материалов при лазерном воздействии в режимах свободной генерации и модулированной добротности. Воздействие высокоэнергетических импульсов плазмы на свойства материалов. Взаимодействие сверхжесткого рентгеновского излучения с веществом.

Раздел 2. Общие вопросы радиационного материаловедения.
2.1.Воздействие высокоэнергетических излучений на объемные физические свойства неорганических материалов. Воздействие электронного, протонного, нейтронного излучений, реакторного облучения, излучений радиационных поясов Земли на электрические свойства металлов, полупроводников, изоляторов. Радиационно-стимулированное изменение электрических свойств резисторных материалов. Влияние электронного, протонного, нейтронного излучений на сверхпроводящие материалы, изменение температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Влияние излучений на электросопротивление изоляционных материалов. Изменение электрических свойств полупроводников и полупроводниковых соединений при воздействии излучений. Изменение магнитных свойств материалов при воздействии излучений. Изменение механических свойств конструкционных и функциональных материалов космической и атомной техники под воздействием электронного и протонного излучений.

2.2. Воздействие высокоэнергетических излучений на структуру металлических и полупроводниковых материалов. Радиационно-стимулированные структурно-фазовые превращения в конструкционных и функциональных материалах космической и атомной техники. Влияние нейтронного, электронного и протонного излучений на структуру сплавов на основе алюминия, магния, меди, никеля, железа, ванадия и др. Потеющие самовосстанавливающиеся при облучении алюминий-литиевые и алюминий-медные сплавы. Радиационно-стимулированные кристаллохимические процессы в полупроводниковых материалах.

2.3.Радиационная стойкость конструкционных материалов атомной и термоядерной энергетики. Охрупчивание конструкционных материалов при нейтронном облучении. Низкотемпературное и высокотемпературное охрупчивание. Способы подавления радиационного охрупчивания легированием и пластической деформацией. Основные требования к материалам для ядерных и термоядерных реакторов. Радиационное распухание и методы его подавления. Поверхностная радиационная стойкость материалов для термоядерной энергетики. Распыление и блистеринг, способы их подавления. Защитные покрытия, применяемые на первой стенке термоядерного реактора; материалы защитных покрытий (графиты, пирографиты, карбиды и др.). Способы нанесения защитных покрытий. Материалы для дивертора токамака.

Материалы изотопных источников. Проблема создания малоактивируемых материалов (материалов с быстрым спадом наведенной радиоактивности) для использования в конструкциях атомной и термоядерной энергетики.

2.4. Радиационная стойкость материалов космической техники. Радиационная стойкость конструкционных материалов космической техники и материалов радиоэлектронной аппаратуры. Физическое и химическое распыление поверхности космических аппаратов под действием кислородной плазмы, протонного и метеорного потоков, ускоренных частиц собственной атмосферы. Радиационная стойкость оптических и терморегулирующих покрытий космических аппаратов. Радиационная стойкость кремниевых солнечных батарей. Радиационная стойкость полимерных материалов. Радиационная стойкость графитов. Радиационная стойкость стекол. Накопление электростатического заряда на поверхности космических аппаратов и способы борьбы с этим явлением.

2.5.Радиационная стойкость материалов электронной техники. Радиационная стойкость металлических материалов электровакуумных приборов и элементов электронных схем. Радиационная стойкость керамических материалов электронной техники. Радиационная стойкость изоляционных материалов. Радиационная стойкость графитов и карбидных материалов. Радиационная стойкость стекол. Радиационная стойкость полимерных материалов. Радиационная стойкость магнитных материалов.

2.6. Радиационная обработка и модифицирование материалов. Ионное легирование и его применение в машиностроении, электронной технике, химической и других отраслях промышленности. Радиационное легирование. Использование ядерных реакций для легирования полупроводниковых материалов. Радиационная обработка металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов с целью их модифицирования и придания им специальных свойств.

  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconПрограмма дисциплины "Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconПрограмма дисциплины «Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconПрограмма дисциплины для направления/ специальности [210602. 65 Наноматериалы],...
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconПрограмма дисциплины " Вакуумная и криогенная техника"  для специальности...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconПрограмма дисциплины «Физикохимия наночастиц и наноматериалов» для...
Данный курс предназначен для студентов физического факультета и входит в блок дисциплин специализации
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconПрограмма дисциплины Микро-и наноэлектроника  lля специальности 210602. 65 «Наноматериалы»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconРабочая программа дисциплины Основы материаловедения
Целью освоения дисциплины «Основы материаловедения» является формирование у студентов комплекса профессиональных знаний и умений...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconРабочая программа дисциплины Основы материаловедения
Целью освоения дисциплины «Основы материаловедения» является формирование у студентов комплекса профессиональных знаний и умений...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconРабочая программа дисциплины «Физиология сенсорных систем»
ОД. А. 04; цикл од. А. 00 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности»
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconО проведении открытого конкурса
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconЛекции Информационные технологии 2 курс «асо»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconИнструкция по заполнению заявления на единовременную выплату
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconСтруктура справки по аттестационной экспертизе образовательного учреждения
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconСообщение о существенном факте «О совершении эмитентом существенной сделки»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconУрок биологии по теме: Дигибридное скрещивание. Третий закон Г. Менделя
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
Программа дисциплины \"Специальные вопросы материаловедения низкоразмерных систем\" для специальности 210602. 65 «Наноматериалы» iconИ. А. Ионова., Ю. А. Барышникова., И. Н. Харитонова. Саратов: Изд-во...
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск