Б.3. ДВ.1. Дисциплины по выбору
Б.3.ДВ.1.1. Избранные вопросы теории конденсированного состояния вещества
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Избранные вопросы теории конденсированного состояния вещества» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей и теоретической физике.
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения дисциплины является формирование систематизированных знаний в области общей и экспериментальной физики.
3. Структура дисциплины
Адиабатический принцип Борна – Эренфеста. Состояния электронов в кристаллической решетке. Зоны Бриллюэна, энергетические зоны.. Рассеяния носителей заряда, проводимость, и кинетические свойства диэлектриков, металлов и полупроводников. Квазичастицы. Акустические и оптические фононы.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
знать: теоретические основы, понятия, законы и модели физики конденсированного состояния.
Уметь: уметь пользоваться современными моделями и методами физики конденсированного состояния вещества.
Владеть: основными методами изучения атомного строения вещества.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (7 семестр)
Б.3.ДВ.1. Термодинамика фазовых превращений в конденсированных средах
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Термодинамика фазовых превращений в конденсированных средах» относится к профессиональному циклу (дисциплины по выбору студента). Она предполагает изложение основ термодинамики фазовых равновесий с акцентом на задачи материаловедения полупроводников и роста кристаллов. Материал данной дисциплины является необходимым введением к курсам “Физическое материаловедение ” и “Физика и технология полупроводниковых приборов”.
Для успешного освоения дисциплины обучающимся студентам необходимы знания следующего курса «Физика конденсированного состояния. Термодинамика. Статистическая физика, Физическая кинетика»;
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Термодинамика фазовых превращений в конденсированных средах» является приобретение студентами глубоких знаний о термодинамике многокомпонентных систем, об условиях термодинамического равновесия фаз, о принципах построения фазовых диаграмм.
3. Структура дисциплины
Термодинамические переменные и термодинамические функции. Термодинамика конденсированных веществ. Условия равновесия фаз. Принципы построения фазовых диаграмм.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
знать: основы термодинамического описания многокомпонентных систем; основные приближения, использующиеся при термодинамическом описании конденсированного веществ (твердых растворов); общие условия термодинамического равновесия и условия равновесия по Гиббсу; условия равновесия на искривленной границе раздела фаз; принципы построения фазовых Т-с диаграмм двухфазных и трехфазных систем.
уметь: применять формализм термодинамики для описания фазовых равновесий; ориентироваться в особенностях фазовых диаграмм конкретных систем.
владеть: терминологией термодинамики фазовых равновесий.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (7 семестр)
Б.3.ДВ.3. Методы исследования твердых тел
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Методы исследования твердых тел» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей физики и информатики.
2. Цели изучения дисциплины
Целью дисциплины является освоение студентами знаний об основных параметрах электронной и ионной подсистем твердого тела, особенностях и отличиях этих параметров в объеме и на поверхности твердых тел. Освоение основных методов измерений энергетических характеристик электронных состояний атомов и молекул в твердых телах.
3. Структура дисциплины
В рамках дисциплины рассматривается основной набор физических методов как единая система, позволяющая измерить или вычислить большинство из известных свойств, характеристик и параметров твердых тел. Физические явления, лежащие в основе методов. Определение поверхности Ферми: эффект де Гааза - Ван Альфена; магнитоакустический эффект; аномальный скин-эффект; циклотронный резонанс, размерные эффекты. Электропроводность, эффект Холла, термоэлектрические явления внутренний фотоэффект. Измерение энергетических характеристик электронных состояний атомов и молекул; фотоэлектронная спектроскопия, ультрафиолетовая, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, оже-спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс, мессбауэровская спектроскопия.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основные методы измерений энергетических характеристик полупроводников.
Уметь: определять набор методов необходимых для измерения тех или иных параметров электронной и ионной подсистем твердого тела.
Владеть: методами моделирования экспериментов по измерению энергетических характеристик электронных состояний твердых тел с привлечением современной приборной базы.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа)
6. Формы контроля Зачет (6 семестр)
Б.3.ДВ.3. 1. Дефекты атомного строения кристаллов
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Дефекты атомного строения кристаллов» является базовой частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей и теоретической физике.
2. Цели изучения дисциплины
Целью дисциплины является формирование представлений о строении реального кристалла и необходимости учета роли различных структурных дефектов механизмах их возникновения и взаимодействия между собой.
3. Структура дисциплины
Элементарная кристаллография, Точечные дефекты в кристаллах, Основные типы дислокаций, их движение и упругие свойства, Границы зерен и субзерен.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: типы дефектов кристаллического строения, разные типы дефектов решетки, типы границ зерен, взаимодействие дислокаций с точечными дефектами и границами зерен, торможение дислокаций;
Уметь: применять теорию дефектов кристаллического строения к анализу поведения реальных сплавов при термическом и механическом воздействии; анализировать типы дислокаций в примитивной кубической решетке, их энергию и упругое взаимодействие;
использовать оценки концентраций точечных дефектов и энергии их образования, кристаллографические символы в типичных металлических структурах;
Владеть: навыками самостоятельной работы с литературой для поиска информации об отдельных определениях, понятиях и терминах дефектов кристаллического строения, объяснения их применения в практических ситуациях; решения теоретических и практических задач;
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы(72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (6 семестр)
Б.3.ДВ.4. 1. Практикум по полупроводниковым приборам
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Практикум по полупроводниковым приборам» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей общей физике и дисциплин по выбору
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения практикума является формирование систематизированных знаний в области полупроводниковых приборов и подготовка к производственной практике.
3. Структура дисциплины
Изучение термосопротивлений, фотосопротивлений, тензосопротивлений, Холловский датчиков, диодов Ганна, диодов с p-n переходом, транзисторов, полевых транзисторов, фотодиодов, полупроводниковых источников света, термоэлектрических приборов.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основные понятия, физические законы, процессы и явления физической электроники; теоретические основы полупроводниковых приборов;
Уметь: описывать физические явления и процессы в полупроводниковых приборах.
Владеть: практические навыки расчета некоторых характеристик полупроводниковых приборов; навыками и методами экспериментальных работ с полупроводниковыми приборами.
5. Общая трудоемкость дисциплины 3 зачётные единицы (108 академических часов).
6. Формы контроля Зачет (6 семестр)
Б.3.ДВ.4. 2. Практикум по цифровой и аналоговой электронике
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Практикум по цифровой и аналоговой электронике» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей общей физике и дисциплин по выбору
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения практикума является формирование систематизированных знаний в области полупроводниковых приборов и подготовка к производственной практике.
3. Структура дисциплины
Аналоговая электроника: компоненты (транзисторы, диоды и т.п.). Аналоговые чипы Цифровая электроника: логические микросхемы Чипы памяти Интерфейсы Аналого-цифровая электроника. Генераторы аналоговых и цифровых сигналов;
Автоматизация физического эксперимента; Системы сбора данных с датчиков различного типа;
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основные понятия, физические законы, процессы и явления физической электроники;
Уметь: описывать физические явления и процессы в полупроводниковых приборах.
Владеть: навыками и методами экспериментальных работ с полупроводниковыми приборами.
5. Общая трудоемкость дисциплины 3 зачётные единицы (108 академических часов).
6. Формы контроля Зачет (6 семестр)
Б.3.ДВ.5. 1. Физическое материаловедение
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Физическое материаловедение» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей и теоретической физике.
2. Цель изучения дисциплины
Цель спецкурса формирование представлений о фазовых равновесиях в одно- и много компонентных системах, о фазовых превращениях в твердых телах и об основных закономерностями формирования структуры и свойств материалов в процессе их получения и последующей обработки.
3. Структура дисциплины
Основные положения равновесной термодинамики. Диаграммы состояния (фазового равновесия) бинарных сплавов, классификация диаграмм состояния, принципы и некоторые методы их построения. Принципы и особенности построения тройных диаграмм, классификация тройных диаграмм состояния. Образование и рост кристаллов. Эпитаксия, принцип ориентационных и размерных соответствий. Практическое применение эпитаксиальных пленок. Формирование макро- и микроструктуры материалов в процессе кристаллизации. Кинетика кристаллизации. Основные методы выращивания кристаллов и использование монокристаллов в науке и технике. Методы получения аморфных и нанокристаллических материалов. Физическая природа фаз в твердом состоянии, фазы различного типа и особенности их структуры. Фазовые превращения в твердых телах, классификация фазовых превращений в твердом состоянии, их особенности. Полиморфные превращения в металлах и сплавах. Изменение свойств при превращениях. Физические основы и методы создания материалов для современной техники. Композиционные материалы, их классификация, методы получения и свойства. Аморфные сплавы. Нанокристаллические материалы.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основные закономерности формирования структуры и свойств материалов в процессе их получения и последующей обработки,
Уметь: выбрать оптимальные условия термомеханической обработки с целью улучшения механических, электрических, магнитных и других физических свойств материалов.
Владеть: навыками анализа и определения фазовых и структурных составляющих сплавов и соединений после кристаллизации в равновесных условиях,
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (5 семестр)
Б.3.ДВ.5. 2. Физика и технология полупроводниковых приборов
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Физика и технология полупроводниковых приборов» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей физики и информатики.
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения практикума является формирование систематизированных знаний в области полупроводниковых приборов и подготовка к производственной практике. Рассматривается их структура, принцип действия, конструкция и технология изготовления.
3. Структура дисциплины
Полупроводниковые приборы на основе однородных полупроводников. Принцип действия, технология изготовления, параметры и характеристики фотосопротивлений. Технология изготовления и конструкция варисторов. Физическая сущность тензоэффекта. Технология изготовления, основные параметры и характеристики тензорезисторов. Эффект Ганна. Технология изготовления генераторов Ганна. Термоэлектрические генераторы. Холодильники и нагреватели.
Потенциальные барьеры в полупроводниковых приборах. Образование потенциального барьера на границе металл – полупроводник. Запорный (выпрямляющий) и антизапорный контакты. Диодная и диффузионная теория выпрямления тока на контакте металл - полупроводник. Потенциальный барьер в p-n переходе. Емкость p-n перехода. Расчет ВАХ p-n перехода. Особенности работы p-n перехода при больших обратных смещениях (пробой p-n перехода). Идеальная структура металл – диэлектрик – полупроводник. Режимы аккумуляции, обеднения, сильной и слабой инверсии.
Полупроводниковые диоды. Выпрямляющие, импульсные, преобразовательные диоды СВЧ. Принцип действия, параметры и применение полупроводниковых стабилитронов. Принцип действия, основные параметры туннельных диодов. Обращенные диоды. Принцип работы варикапа в качестве усилителя. Параметры варикапа. Физические принципы действия, основные параметры лавинно-пролетных диодов. Физические принципы работы, конструкция и параметры фотодиодов и фотоэлементов.
Транзисторы и тиристоры. Классификация транзисторов. Технология изготовления транзисторов. Принцип действия транзистора в качестве усилителя. Расчет постоянных токов в транзисторе. Статические параметры и частотные свойства биполярного транзистора. Конструкции, принцип действия и выходные характеристики полевого транзистора с p-n переходом в качестве затвора. Расчет ВАХ полевого транзистора с p-n переходом. Параметры и частотные свойства полевого транзистора. Конструкция и выходные характеристики полевого транзистора с изолированным затвором. Расчет ВАХ МДП- транзистора с изолированным затвором. Конструкция и принцип действия энергонезависимых элементов памяти. Принцип действия приборов с зарядовой связью. Диодный и триодный тиристоры
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: теоретические основы полупроводниковых приборов; основные методы получения структур полупроводниковых проборов;
Уметь: описывать физические явления и процессы в полупроводниковых приборах.
Владеть: навыками расчета некоторых характеристик полупроводниковых приборов;
навыками и методами экспериментальных работ с полупроводниковыми приборами.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа)
6. Формы контроля Зачет (5 семестр)
Б.3.ДВ.6. 1. Математическое моделирование в физике полупроводников
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Математическое моделирование в физике полупроводников» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей и теоретической физике.
2. Цели изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является изучение свойств полупроводниковых материалов на основе использования математической модели.
3. Структура дисциплины
Основы математического моделирования. Математические модели простейших процессов в полупроводниках. Математические модели зонной структуры полупроводников. Оптимизация процессов в полупроводниках
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основные принципы и методы математического моделирования и методы оптимизации;
уметь составлять алгоритмы поиска решения задач, для дальнейшего программирования, самостоятельно решать задачи дисциплины;
владеть: навыками практического использования численных методов решения граничных задач и оптимизации их решений.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (4 семестр)
Б.3.ДВ.6. 2. Физика полупроводниковых приборов
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Физика полупроводниковых приборов» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей физики и информатики.
2. Цель изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является формирование современных представлений о физике полупроводниковых приборов.
3. Структура дисциплины
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
знать: концептуальные и теоретические основы физики полупроводниковых приборов, ее место в общей системе наук и ценностей;
уметь: планировать и осуществлять учебный и научный эксперимент, организовывать экспериментальную и исследовательскую деятельность; оценивать результаты эксперимента, готовить отчетные материалы о проведенной исследовательской работе; анализировать информацию по физике полупроводниковых приборов из различных источников с разных точек зрения, структурировать, оценивать, представлять в доступном для других виде; приобретать новые знания по физике полупроводниковых приборов, используя современные информационные и коммуникационные технологии;
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (4 семестр)
Б.3.ДВ.7. 1. Моделирование нанообъектов
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Моделирование нанообъектов» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей физики и информатики.
2. Цели изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является изучение свойств наноструктур на основе использования математической модели.
3. Структура дисциплины
Основы математического моделирования. Физические основы построения математических моделей наноструктур. Математические модели простейших наноструктур.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основные принципы и методы математического моделирования; физические основы методов моделирования наноструктур
Уметь: составлять алгоритмы поиска решения задач для дальнейшего программирования, самостоятельно решать задачи дисциплины;
владеть: навыками практического использования методов расчета наноструктур.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (7 семестр)
Б.3.ДВ.7. 2. Основы рентгеноструктурного анализа
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Основы рентгеноструктурного анализа» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей физики и информатики.
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения дисциплины является формирование систематизированных знаний в области общей и экспериментальной физики.
3. Структура дисциплины
Рентгено - электроно-нейтронография - дифракционный структурный анализ - единственный прямой метод определения атомной структуры вещества. Основная задача ДСА. ДСА как преобразование Фурье. Фурье-анализ и Фурье-синтез. Фазовая проблема и пути ее решения. Интенсивность спектра дифракционной решетки. Интерференционная функция и ее отображение в обратном пространстве. Геометрия дифракционной картины. Уравнения Лауэ и формула Вульфа-Брэгга. Фурье-трансформанта элементарной ячейки (структурная амплитуда). Фурье-трансформанты решеток Браве. Общие погасания для разных элементов симметрии. Лауэвские классы и рентгеновские пространственные группы. Идеальный и мозаичный кристаллы. Множители: Лоренца, поглощения, геометрический, повторяемости. Интенсивности рассеяния мозаичным кристаллом и поликристаллом. Дифракционный анализ реальных кристаллов. Трансформация селективных максимумов и диффузного рассеяния под влиянием дефектов. Методы анализа дифракционных картин от реального кристалла. Рентгенография жидких и аморфных систем. Принципы динамической теории рассеяния. Характеристика излучений, используемых в ДСА (рентген, нейтроны, электроны, синхротронное излучение). Методы ДСА и их применение к проблемам физики твердого тела. Особенности экспериментальных методов структурных исследований и анализа дифракционных данных.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4,
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: теорию дифракции рентгеновских лучей, практические методы рентгенографии, смысл преобразования Фурье для использования экспериментальных данных об интенсивностях рассеянного рентгеновского излучения при расшифровке рентгенограмм.
Уметь: определять условия проведения того или иного эксперимента и делать выводы о структуре исследуемого материала.
Владеть: навыками применения теоретических основ изученного курса в практической работе с рентгеновской аппаратурой.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (7 семестр)
Б.3.ДВ.8. 1. Физика диэлектриков и сегнетоэлектриков
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Физика диэлектриков и сегнетоэлектриков» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей и теоретической физики.
2. Цели изучения дисциплины
Целью освоения дисциплины является формирование современных представлений о диэлектриках, их разновидностях, свойствах и характеристиках.
3. Структура дисциплины
Основные характеристики диэлектриков. Поляризация в постоянном электрическом поле. Вектор диэлектрической поляризации. Диэлектрическая проницаемость и восприимчивость. Электрическая индукция. Поле Лоренца. Уравнение Клаузиуса-Моссоти. Поляризация полярных газообразных диэлектриков. Поляризация полярных жидкостей. Поляризация ионных кристаллов.
Поляризация в переменном электрическом поле. Упругая и релаксационная части поляризации. Диэлектрические потери. Активная и реактивная составляющие полного пока. Комплексная диэлектрическая проницаемость диэлектриков. Электропроводность диэлектриков. Электропроводность газов. Электропроводность жидких диэлектриков. Ионная проводимость неорганических диэлектриков. Активные диэлектрики. Электреты. Пироэлектрики и сегнетоэлектрики. Спонтанная поляризация. Температура Кюри. Антисегнетоэлектрики. Доменная структура сегнетоэлектриков. Применение сегнетоэлектриков. Пьезоэлектрики. Жидкие кристаллы. Применение жидких кристаллов в современной электронике. Тонкие диэлектрические пленки. Особенности электропроводности и пробоя тонких пленок. Активные диэлектрики в тонкопленочном исполнении.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: основы физики диэлектриков; основные типы диэлектриков, их связи со строением кристаллов;
Уметь: определять и анализировать параметры диэлектриков;
Владеть: практическими навыками расчета некоторых задач; основными методами изучения структуры диэлектриков;
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (5 семестр)
Б.3.ДВ.8. 2. Физика полимеров
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Физика полимеров» является вариативной частью модуля профессионального цикла (блок Б.3) дисциплин по направлению подготовки 011200 «Физика».
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин вариативной части профессионального цикла (блок Б.3). Изучение данной дисциплины базируется на вузовской подготовке студентов по высшей математике, общей и теоретической физики.
2. Цели изучения дисциплины
Формирование у студентов понимания основных закономерностей состава и
строения макромолекул, зависимости свойств полимеров от их химического
строения и физической структуры;
3. Структура дисциплины
Общие понятия о полимерном состоянии вещества, его особенности и значение
его для природных и технических процессов; изучаются многообразие
высокомолекулярных соединений, различные способы их классификации,
современные представления о молекулярной массе полимеров, особенности
химической структуры и пространственного строения молекул, физические свойства полимеров, методы и особенности анализа свойств полимеров.
Полимерные наноструктурированные материалы. Блок- сополимеризация. Полимерные
макромолекулярные системы. Супермолекулы и супрамолекулярные ансамбли.
Моно - и мультимолекулярные пленки, мембраны. Органические и неорганические
вещества, способные к самоорганизации. Понятие наноматериалов. Полимерные наноматериалы – новое поколение полимерных материалов. Полимерные наноматериалы – нанокомпозиты на основе полимеров, материалы с новым комплексом свойств. Полимерные наноматериалы неорганического и органического происхождения. Применение нановолокон в полимерных композициях. Применение полимерных композиционных наноматериалов в различных отраслях промышленности. Новые композиционные металл-полимерные наноматериалы. Изучение структуры полимеров на наноуровне.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
знать: особые формы существования веществ – полимерного состояния,
качественно отличающегося в основных физических и химических проявлениях от
низкомолекулярных веществ.
уметь: использовать знания о строении вещества, природе химической связи в
полимерах для понимания свойств материалов
владеть: представлениями о полимерных наноструктурированных материалах.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (5 семестр)
Б.3.ДВ.9.1. Основы физики поверхности
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина ««Основы физики поверхности» в учебном плане находится в вариативной части математического и естественнонаучного цикла Б3, и является одной из дисциплин, формирующих естественнонаучные и профессиональные знания и навыки, характерные для бакалавра по направлению 011200 «Физика». Изучение данной дисциплины базируется на знании следующих дисциплин: математика, физика, химия, кристаллофизика.
2. Цель изучения дисциплины
Цель дисциплины изучить физику поверхности различных материалов электронной техники и использовать различные поверхностные воздействия для создания структур и обработки; освоить комплекс теоретических знаний и приобрести практические навыки для решения задач, связанных с расчетом и исследованием электрофизических свойств поверхности реальных твердых тел.
3. Структура дисциплины
Реальная поверхность полупроводников и диэлектриков: виды поверхностных дефектов, основные причины их возникновения, основные особенности поверхностных свойств по сравнению с объемными характеристиками. Основные модели описания электрофизических свойств поверхности. Приповерхностный слой пространственного заряда, квазиуровни Ферми, распределение поверхностного электростатического потенциала и решение уравнения Пуассона в частных случаях: собственный полупроводник, инверсный слой, обогащенный слой, обедненный слой. Поверхностная рекомбинация и захват носителей заряда. Зависимость поверхностного потенциала и напряжения плоских зон в МДП-структуре от управляющего напряжения, контактной
разности потенциалов «металл – полупроводник», функции распределения заряда в диэлектрике в трех основных частных случаях, заряда и распределения ловушек захвата электронов и дырок. Энергетические диаграммы МДП- структур .
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
Знать: физику поверхности полупроводников, методы расчета и моделирования характеристик поверхности;
уметь: моделировать распределение поля и электрического потенциала; ловушек захвата и центров рекомбинации;
владеть: навыками исследования и расчета электрофизических характеристик поверхностоактивных областей полупроводниковых и диэлектрических структур.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (7 семестр)
Б.3.ДВ.9. 2. Методы исследования наноструктур
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП:
Дисциплина «Методы исследования наноструктур» в учебном плане находится в вариативной части профессионального цикла Б3 и является одной из дисциплин, формирующих профессиональные знания и навыки, характерные для бакалавра по направлению подготовки 011200 «Физика».
Изучение данной дисциплины базируется на знании следующих дисциплин: Физика
наноструктур, физика поверхности.
2. Цели изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является формирование комплекса представлений о современных методах диагностики и анализа полупроводниковых материалов и наноструктур – о физических принципах, на которых они базируются, их возможностях, особенностях и областях применения.
3. Структура дисциплины
Методы исследования наноструктурированных полупроводниковых материалов. Основы метода просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Основы метода растровой электронной микроскопии. Основы метода сканирующей зондовой микроскопии. Основы метода электронной Оже-спектроскопии. Основы метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Спектральная эллипсометрия многослойных и неоднородных полупроводниковых наносистем. Основы методов колебательной спектроскопии: комбинационного рассеяния света и ИК- спектроскопии. Электрофизические методы.
4. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-16, ПК-1-8, ПК-10
В результате изучения модуля студент должен:
знать: физические основы основных экспериментальных методов исследования наноструктур, условия реализации и границы применения этих методов; тенденции развития методов исследования наноструктур;
уметь: выбирать оптимальные методы исследования и диагностики необходимых свойств наноструктур; сопоставлять различные методы исследования, их возможности, области применения и выбирать наиболее подходящие для решения научной задачи.
владеть: навыками применения современных методов исследования наноструктур, интерпретации экспериментальных данных и компьютерной обработки результатов исследований, навыками работы на аналитическом оборудовании и основными методиками приготовления объектов для исследования конкретным методом.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачётные единицы (72 академических часа).
6. Формы контроля Зачет (7 семестр)
Б.4. Физическая культура
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы, в модульной структуре ООП
Дисциплина «Физическая культура» является разделом ООП. Для освоения дисциплины используются знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предметов «Биология», «Физическая культура» на предыдущем уровне образования.
2. Цель изучения дисциплины
Целью дисциплины является формирование систематизированных знаний в области физической культуры и способности направленного использования разнообразных средств физической культуры, спорта и туризма для сохранения и укрепления здоровья, психофизической подготовки и самоподготовки к будущей профессиональной деятельности.
3. Структура дисциплины
Основы теоретических знаний в области физической культуры. Методические знания и методико-практические умения. Учебно-тренировочные занятия.
4. Требования к результатам освоения дисциплины
Данная дисциплина способствует формированию следующих общекультурных компетенций: ОК-6, ОК-11, ОК-19.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: основы здорового образа жизни; основы самостоятельных занятий физическими упражнениями; основы методик развития физических качеств; основные методы оценки физического состояния; методы регулирования психоэмоционального состояния; средства и методы мышечной релаксации.
уметь: осуществлять самоконтроль психофизического состояния организма; контролировать и регулировать величину физической нагрузки самостоятельных занятий физическими упражнениями; составлять индивидуальные программы физического самосовершенствования различной направленности; проводить общеразвивающие физические упражнения и подвижные игры;
владеть: основными жизненно важными двигательными действиями; навыками использования физических упражнений с целью сохранения и укрепления здоровья, физического самосовершенствования.
5. Общая трудоемкость дисциплины 2 зачетные единицы (400 академических часов).
6. Формы контроля Зачет (2,4,7 семестр).
|
