Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – "Физика наносистем и наноэлектроника"

Скачать 0.56 Mb.

Название	Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – "Физика наносистем и наноэлектроника"
страница	2/6
Дата публикации	12.04.2015
Размер	0.56 Mb.
Тип	Программа

100-bal.ru > Информатика > Программа

1 2 3 4 5 6

6. Развитие у студентов научного подхода к описанию многообразных физических явлений в твердых телах.

Краткое содержание дисциплины

1. Введение.

Кристаллическая структура твердых тел. Трансляционная симметрия, пространственная решетка, обратная решетка кристаллов.

Квантовые следствия трансляционной симметрии кристаллов.

Собственные значения и собственные функции оператора трансляции. Симметрия и стационарные состояния кристаллов. Зонная структура.

2. Колебания кристаллической решетки. Фононы.

Фононы в ковалентных и молекулярных кристаллах: а) фононы в одномерном кристалле с одним атомом в элементарной ячейке, б) фононы в одномерном кристалле с двумя атомами в элементарной ячейке, в) фононы в трехмерном кристалле, г) взаимодействие между фононами. Фононы в ионных кристаллах: а) макроскопическая теория оптических ветвей колебаний, б) макроскопическая теория поляритонов.

3. Плазменные волны в твердых телах. Плазмоны.

Плазменные колебания в металлах и полупроводниках как коллективное движение электронов. Длинноволновое приближение. Плазмоны. Приближение хаотических фаз. Критическое значение волнового вектора, разделяющего коллективное движение электронов от одночастичного. Экранирование кулоновского взаимодействия электронов.

4-5. Электронные свойства кристаллов

Электроны в периодическом поле. Одноэлектронные состояния. Приближение эффективной массы. Вычисление эффективной массы электрона. Приближенные методы вычисления одноэлектронных состояний: а) приближение почти свободных электронов, б) приближение сильной связи, в) методы линейной комбинации атомных функций и присоединенных плоских волн. Вторичное квантование системы электронов: а) представление чисел заполнения, б) дырочное представление. Типы твердых тел. Зонная картина. Изоэнергетические поверхности, плотность электронных состояний. Экситоны Ванье-Мотта. Экситоны Френкеля.

6-7. Электрон-фононное взаимодействие.

Физическая природа электрон-фононного взаимодействия, эффекты и явления, обусловленные электрон-фононным взаимодействием. Метод потенциала деформации в ковалентных кристаллах. Перенормировка спектра медленных электронов. Особенности электрон-фононного взаимодействия в ионных кристаллах. Поляроны. Квазиклассическое описание, модель полярона Фрелиха, вариационный описание Пекара поляронных состояний. Квантовая теория взаимодействия электронов с фононами в ионных кристаллах.

8. Спиновые волны. Магноны.

Классификация магнитных материалов. Физические свойства магнитных материалов. Модель Гейзенберга, ХУ-модель, модель Изинга. Спиновые волны в ферромагнетиках. Магноны. Закон дисперсии магнонов в ферромагнетиках. Спиновые волны в антиферромагнетиках. Закон дисперсии магнонов в антиферромагнетиках.

9. Влияние дефектов структуры на спектр элементарных возбуждений.

Типы дефектов структуры. Влияние точечных дефектов структуры кристалла на зонную картину электронного спектра. Влияние точечных дефектов структуры на спектр колебаний решетки. Влияние дефектов структуры на диффузию и ионную проводимость в кристаллах. Влияние поверхности на электронный энергетический спектр. Электронные поверхностные состояния. Поверхностные плазменные колебания и их вклад в контактное взаимодействие различных типов твердых тел.
Место дисциплины в структуре ООП: относится к дисциплинам общенаучного цикла, базовая часть.

В рамках данной дисциплины студент должен знать фундаментальные математические и естественнонаучные принципы, лежащие в основе профессиональной деятельности; уметь применять глубокие математические и естественнонаучные знания при решении физических задач; владеть навыками применения математического аппарата для решения нанофизических задач.

Курс «Квантовой теории твердого тела» опирается на знания, полученные студентами в ходе изучения дисциплин "Теоретическая механика", "Квантовая механика" и "Статистическая физика" из общего курса теоретической физики. Реализуется в 1 семестре 1 курса. Перемещение дисциплины в другие учебные семестры не рекомендуется.

Аннотация дисциплины

«Функции Грина в физике конденсированного состояния»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц.

Форма контроля: экзамен.

Предполагаемый(е) семестр(ы): 1.

Цель дисциплины: научить обучающегося современному, наиболее эффективному, способу описания свойств многочастичных систем; дать возможность использования этого метода для решения своих конкретных нанотехнологических задач; позволить обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по физике наносистем, наноэлектронике, сверхпроводящим наноструктурам

для студентов по направлению подготовки Физика 011200.68 по направлению подготовки магистра

Физика наносистем и наноэлектроника 011200_07.68.

Задачи дисциплины:

Познакомить студентов с современным способом описания сложных многочастичных систем.
Раскрыть понимание использования этого метода для решения конкретных нанотехнологических задач.
Дать представление о современных проблемах в физике многочастичных систем, в частности, наносистем.
Дать возможность обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по физике наносистем, наноэлектронике, сверхпроводящим наноструктурам.

Краткое содержание дисциплины

Вторичное квантование. Бозе-частицы.
Вторичное квантование. Ферми-частицы.
Одночастичная функция Грина: определения.
Связь между функцией Грина и физическими величинами.
Физический смысл функции Грина.
Одночастичная функция Грина для системы невзаимодействующих электронов.
Фурье-образ функции Грина для системы невзаимодействующих электронов.
Функция Грина в представлении взаимодействия.
Теорема Вика (Т=0).
Теорема о связности.
Диаграммное разложение функции Грина.
Правила построения диаграмм для одночастичной функции Грина.
Вакуумная амплитуда.
Вычисление энергии основного состояния.
Плотность состояний.
Аналитические свойства одночастичной функции Грина.
Уравнение Дайсона.
Приближение случайных фаз.
Эффективный потенциал взаимодействия. Поляризационный оператор.
Самосогласованная теория возмущений.
Термодинамическая теория возмущений.
Температурные функции Грина бозе-систем.
Температурные функции Грина ферми-систем.
Температурные функции Грина. Представление взаимодействия.
Температурные функции Грина невзаимодействующих частиц.
Теорема Вика при Т0.
Диаграммная техника вычисления температурных функций Грина бозе-систем.
Правила диаграммной техники для бозе-систем (Т0).
Особенности диаграммной техники для гамильтонианов, не сохраняющих число частиц (бозе-системы).
Диаграммная техника для ферми-систем (Т0).
Суммирование диаграммных рядов.
Функция Грина для фононов.
Электрон-фононное взаимодействие.
Двухчастичная функция Грина.
Вершинная часть.
Функции Грина неравновесной системы.

Место дисциплины в структуре ООП: относится к дисциплинам общенаучного цикла, базовая часть.

В рамках данной дисциплины студент должен знать структуру научного знания; структуру научного исследования как деятельности; иметь систему базовых знаний по специальности и смежным наукам; уметь формулировать задачи и применять методы научного исследования, отражающие состояние данной научной области.

Дисциплина "Функции Грина в физике конденсированного состояния" тесно связана со следующими дисциплинами учебного плана: "Квантовая теория твёрдого тела"; "Физика сверхпроводимости", часть 2; "Физика магнетизма"; "Молекулярная электроника"; "Сильно коррелированные электронные системы".

Для изучения данной дисциплины необходимо знание курса квантовой механики в объёме стандартной университетской программы.

Данная дисциплина должна предшествовать дисциплинам "Физика сверхпроводимости", часть 2; "Физика магнетизма"; "Молекулярная электроника"; "Сильно коррелированные электронные системы".
Аннотация дисциплины

«Физика сверхпроводимости»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.

Форма контроля: экзамен.

Предполагаемый(е) семестр(ы) 1 и 2.

Цель дисциплины: дать обучающемуся знания современных основ физики сверхпроводимости, научить использовать их при описании новых высокотемпературных сверхпроводников, в частности, низкоразмерных сверхпроводников; позволить обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по физике сверхпроводящих структур

для студентов по направлению подготовки Физика 011200.68 по направлению подготовки магистра

Физика наносистем и наноэлектроника 011200_07.68.

Задачи дисциплины:

Познакомить студентов с современными основами физики сверхпроводимости.
Раскрыть понимание свойств новых высокотемпературных сверхпроводников.
Дать представление о современных проблемах в физике сверхпроводимости, в частности сверхпроводящих наноструктур.
Ознакомить студентов прикладным аспектам сверхпроводимости.

Краткое содержание дисциплины

Введение. Краткая история сверхпроводимости.
Основные экспериментальные факты. Критическая температура. Критическое магнитное поле. Квантование магнитного потока. Эффекты Джозефсона. Эффект Мейсснера – Оксенфельда. Магнитные свойства сверхпроводников.
Сверхпроводники 1 и 2 рода. Идеальный диамагнетизм. Магнитное поле вблизи поверхности сверхпроводника. Поверхностные токи. Промежуточные состояния.
Термодинамика СП. Критическое поле массивного СП. Энтропия СП. Теплоемкость СП. Свободная энергия СП.
Уравнения Лондонов. Лондоновская глубина проникновения магнитного поля. Распределение тока и поля в пластине. Нелокальная электродинамика СП.
Теория СП Гинзбурга-Ландау: Н₀ = 0. Теория СП Гинзбурга-Ландау: Н₀ 0. Градиентная инвариантность теории Гинзбурга-Ландау. Два характерных масштаба длины в СП. Энергия раздела между нормальной и сверхпроводящей фазами. Критическое поле тонкой пленки. Критический ток тонкой пленки. Квантование магнитного потока.
СП 2-го рода. Вихри Абрикосова. Поле одиночного вихря. Первое критическое поле. Второе критическое поле.Поверхностная сверхпроводимость. Третье критическое поле. Взаимодействие вихрей. Поверхностный барьер. Перегрев мейсснеровского состояния.
Разрушение СП в тонкой пленке тепловыми вихрями. Фазовый переход Березинского-Костерлица-Таулеса. ВАХ вблизи БКТ-перехода. Плавление решетки вихрей. Критический ток в СП 2-го рода. Критическое состояние. Пиннинг, крип и течение потока. Взаимодействие вихрей с центрами пиннинга. Резистивное состояние. Коллективный пиннинг вихрей слабыми дефектами. Одиночный вихрь в поле слабых примесей. Коллективный пиннинг вихревой решетки.
Слабая сверхпроводимость. Фазовая когерентность. Стационарный эффект Джозефсона. Нестационарный эффект Джозефсона. Джозефсоновская генерация. Критический ток и «ток возврата» джозефсоновского перехода с емкостью. Флуктуации критического тока. Тепловые флуктуации критического тока в джозефсоновском переходе. Макроскопические квантовые эффекты. Макроскопическое квантовое туннелирование и когерентность. Джозефсоновский переход во внешнем магнитном поле. Уравнение sin-Гордона. Джозефсоновские вихри.
Максимальный бездиссипативный ток джозефсоновского перехода. Сильное магнитное поле. Длинный джозефсоновский переход. Уравнение sin-Гордона. Флуксоны и антифлуксоны.
Сквиды. Уравнения dc- сквида. Магнитометр. RF-сквид.
Теория БКШ. Феномен Купера. Электрон-фононное взаимодействие. Гамильтониан БКШ. Основное состояние СП. Возбужденные состояния СП. Энергетическая щель. Температура сверхпроводящего перехода в теории БКШ. Плотность состояний элементарных возбуждений СП и длина когерентности. Зависимость энергетической щели от температуры.
Функции Грина в теории сверхпроводимости. Электрон-фононное взаимодействие. Правила диаграммной техники. Собственно энергетическая часть электрона. Теорема Мигдала. Собственно энергетическая часть и спектр фонона. Функции Грина в сверхпроводнике. Уравнения Горькова.
Теория Элиашберга. Теория возмущений для функции Грина сверхпроводника. Уравнения Элиашберга. Температура сверхпроводящего перехода в теории Элиашберга. Вычисление константы электрон-фононной связи. Сверхпроводимость и магнетизм.

Место дисциплины в структуре ООП: относится к дисциплинам общенаучного цикла, базовая часть.

В рамках данной дисциплины студент должен знать структуру научного знания; структуру научного исследования как деятельности; иметь систему базовых знаний по специальности и смежным наукам; уметь формулировать задачи и применять методы научного исследования, отражающие состояние данной научной области.

Дисциплина "Физика сверхпроводимости" тесно связана со следующими дисциплинами учебного плана: "Квантовая теория твёрдого тела"; "Прикладная сверхпроводимость"; "Современные проблемы физики"; "Молекулярная электроника"; "Сильно коррелированные электронные системы".

Для изучения данной дисциплины необходимо знание курса квантовой механики, электродинамики, статистической физики и физической кинетики в объёме стандартной университетской программы.

Данная дисциплина должна предшествовать дисциплинам "Прикладная сверхпроводимость"; "Молекулярная электроника"; "Сильно коррелированные электронные системы".

Аннотация дисциплины

Нанофизика и нанотехнологии

Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу.

Форма контроля: зачет.

Предполагаемый(е) семестр(ы): 2-й.

Цель дисциплины: дать обучающемуся знания современных основ нанофизики и нанотехнологий, научить использовать их при разработке новых нанотехнологий, знать основные направления развития нанофизики и нанотехнологий, позволить обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по нанофизике и нанотехнологиям

для студентов по направлению подготовки Физика 011200.68 по направлению подготовки магистра

Физика наносистем и наноэлектроника 011200_07.68.

Задачи дисциплины:

Познакомить студентов с современными основами нанофизики и нанотехнологий.
Раскрыть понимание методов разработки новых нанотехнологий.
Дать представление о современных проблемах нанотехнологий.

Краткое содержание дисциплины

Введение. История вопроса.
Низкоразмерные структуры. Квантовые свойства простейших структур: квантовые ямы, нити, квантовые точки.
Плотность состояний низкоразмерных структур.
Оптические свойства квантовых ям. Особенности Ван Хова.
Туннельные эффекты. Резонансное туннелирование. Кулоновская блокада. Метод туннельного гамильтониана. Кондактанс туннельного контакта с затвором. Число избыточных электронов на грануле.
Квантовый транспорт и андерсоновская локализация.
Квантовый эффект Холла.
Неустойчивость Пайерлса.
Скейлинг.
Фононный спектр в низкоразмерных структурах.
Нанокластеры.
Фуллерены. Углеродные нанотрубки. Графен.
Магнетизм наноструктур.
Наноэлектроника.
Молекулярная электроника и полимеры.
Биологические материалы.
Самосборка.
Заключение.

1 2 3 4 5 6

Похожие:

$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Рабочая программа для студентов направления 011200. 68 Физика магистерская... Удовиченко Сергей Юрьевич. Конструкционные наноматералы. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления...	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо... Физика. Магистерская программа «Техническая физика в нефтегазовых технологиях», «Физика наноструктур и наносистем»
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Рабочая программа для студентов направления 011200. 68 «Физика» Степанов Сергей Викторович Подземная гидродинамика и теплофизика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления...	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Пояснительная записка рабочая программа дисциплины «Иностранный язык... «Физика», магистерские программы «Техническая физика в нефтегазовых технологиях», «Физика наноструктур и наносистем»
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Рабочая программа дисциплины Компьютерные технологии в науке и производстве... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления... Рабочая программа для студентов направления 011200. 68 "Физика" магистерские программы "Физика нефтяного и газового пластов"
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Методические указания по самостоятельной работе красноярск Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерская программа 011200....	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Рабочая программа для студентов направления 011200. 62 "Физика" профиль «Фундаментальная физика»
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Рабочая программа для студентов направления 011200. 62 "Физика" профиль «Фундаментальная физика»	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерская программа 011200....
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерская программа 011200....	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 Физика, магистерская программа 011200. 68....
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Министерство экономического ...	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Номинация Аспирант ...
$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Основная образовательная программа высшего профессионального образования... Основная образовательная программа высшего профессионального образования, реализуемая вузом по направлению подготовки 011200 Физика...	$Физика Магистерская программа 011200 07. 68 – \"Физика наносистем и наноэлектроника\" icon$	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерская программа 011200....

Школьные материалы