Рабочая программа дисциплины «Нанометрология»
Скачать 163.32 Kb.
|
| Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" Факультет: МИЭМ НИУ ВШЭ Департамент электронной инженерии Рабочая программа дисциплины «Нанометрология» для образовательной программы «Измерительные технологии наноиндурстрии» направления подготовки 11.04.41 «Электроника и наноэлектроника» уровень магистр Разработчики программы: Гольцман Г.Н., профессор, д.ф.-м.н., ggoltsman@hse.ru Корнеев А.А., к.ф.-м.н., доцент, a.korneev@hse.ru Одобрена на заседании Базовой кафедры ЗАО "Сконтел" «8» сентября 2015г. Зав. кафедрой Г.Н. Гольцман _________________ Рекомендована Академическим советом образовательной программы «___»____________ 2015 г., № протокола_________________ Утверждена «___»____________ 2015 г. Академический руководитель образовательной программы Е.А. Попова _________________ Москва, 2015 Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы. Пояснительная записка Область применения Настоящая программа устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов магистерской программы «Инжиниринг в электронике» направления 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника». Цели освоения дисциплины Целью дисциплины является систематизация и расширение знаний в области метрологии, стандартизации и сертификации; формирование компетенций по оценке, выбору и эффективному использованию методов и средств измерений для решения задач управления инновационными нанотехнологическими проектами. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: СК-3 – Способности к самостоятельному освоению новых методов исследования, изменению научного и научно-производственного профиля своей деятельности и непрерывному повышению квалификации в течении всего периода профессиональной деятельности. СК-6 - Способности анализировать, верифицировать, оценивать полноту информации в ходе профессиональной деятельности, при необходимости восполнять и синтезировать недостающую информацию и работать в условиях неопределенности. НИ1 - Cбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи. НИ2 - Разработка методик, проведение исследований и измерений параметров и характеристик материалов и изделий электронной техники, анализ их результатов. НИ3 - Разработка физических и математических моделей, компьютерное моделирование исследуемых физических процессов, приборов, схем и устройств, относящихся к профессиональной сфере. НИ4 - Составление обзоров и отчетов о проводимых исследованиях. ПК5 - Определение цели, постановка задач проектирования электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения, подготовка технических заданий на выполнения проектно-конструкторских работ. ПК6 - Проектирование устройств, приборов и систем электронной техники с учетом заданных требований. ПК7 - Разработка проектно-конструкторской документации в соответствии с методическими и нормативными требованиями. И13 - Совершенствование существующих творческих методов решения профессиональных задач. ЭК18 - Проведение независимых исследований с целью совершенствования собственной деятельности. Образовательные результаты обучающегося, формируемые в результате освоения данного курса В результате освоения дисциплины студент: 1. должен знать: - основные метрологические правила, требования и нормы; - методы и средства измерений; - принципы действия технических средств измерений; - основные правила обработки результатов измерений и оценивания погрешностей при изучении макрообъектов и их особенности при работе с наноструктурными системами; - правила выбора методов и средств измерений нанообъектов; организационные и технические принципы стандартизации и сертификации. 2. должен уметь: - обрабатывать и оценивать погрешности полученных данных; - использовать стандарты и другие нормативные документы при оценке и контроле качества изделий; - проводить аттестацию новых образцов техники и изделий; - свободно применять знания и умения в области метрологии, стандартизации и сертификации в своей деятельности; - решать профессиональные задачи использования средств измерений в практической деятельности по участию в нанотехнологических инновационных проектах; 3. должен владеть: -умением участвовать в инновационных нанотехнологических проектах с учетом требований государственной системы стандартизации и сертификации; -умением использовать измерительные средства и системы наноиндустрии; Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина «Нанометрология» читается студентам магистерской программы «Измерительные технологии наноиндурстрии» (направления подготовки 11.04.04. Электроника и наноэлектроника) преподавателями Департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ. Дисциплина «Нанометрология» входит в вариативную часть образовательной программы базового учебного плана и предлагается студентам в первом и втором модулях второго года обучения. Продолжительность курса составляет 216 часов (в рамках 2-х модулей). Из них 60 аудиторных учебных часов, в том числе: 20 часов лекционных занятий и 40 часов практических занятий. Помимо этого, 156 часов в курсе отводится под самостоятельную работу студентов. Предусмотренный учебным планом текущий контроль по дисциплине включает домашние задание. Экзамен проводится в конце второго модуля. Дисциплина требует наличия у магистрантов знаний, умений и навыков, полученных в ходе изучения в бакалавриате дисциплин: «Физика», «Математика», «Физическое материаловедение». Основные положения дисциплины носят междисциплинарный характер. Тематический план учебной дисциплины Модуль 1 Лекций – 16 часов. Практических занятий – 16 часов. Самостоятельная работа – 64 часа. Формы текущего контроля – практические занятия С1. Модуль 2 Лекций – 2 часа. Практических занятий – 24 часа. Самостоятельная работа – 92 часа. Формы текущего контроля – практические занятия С2. Формы итогового контроля – экзамен Э2 Формы рубежного контроля и структура итоговой оценки Текущий контроль предусматривает работу на практических занятиях (Сn) и домашнее задание (ДЗn) Здесь индекс «n» обозначает номер модуля. Работа на практических занятиях (Сn) в обязательном порядке учитывается при выставлении накопленной оценки каждого модуля. Домашнее задание, предусмотренное рабочим учебным планом, входит в накопленную оценку второго модуля. Элементы текущего контроля: Сn – оценка за работу на практических занятиях (n-номер модуля). Оценка выставляется как среднее арифметическое (с учетом правил округления до целого числа баллов) оценок за каждое практическое занятие Сi, проводимое согласно календарному плану в данном модуле, где N –количество практических занятий в модуле. Оценка за каждое практическое занятие Сi формируется по десятибалльной шкале за работу на практическом занятии  Дn – оценка за домашнее задание (n-номер модуля). Оценка выставляется по десятибалльной шкале при условии сдачи задания в срок и по восьмибалльной шкале в ином случае. Итоговый контроль – экзамен в конце второго модуля. Оценка по экзамену (Э) выставляется по десятибалльной шкале по итогам сдачи экзамена в устной форме с учетом правил округления до целого числа. Порядок формирования оценок по дисциплине Оценки складываются из: накопленной оценки (Н), которая формируется по десятибалльной шкале (с учетом правил округления до целого числа баллов) как взвешенная сумма полученных оценок всех форм текущего контроля, предусмотренных рабочим учебным планом данного модуля. В каждом модуле формулы для расчета накопленной оценки определяются формами текущего контроля данного модуля. оценки за экзамен (Э), которая выставляется по десятибалльной шкале по итогам сдачи экзамена в устной форме. Результирующая оценка (Р) является взвешенной суммой накопленной оценки (Н) и оценки за экзамен (Э). В первом модуле рабочим учебным планом экзамен не предусмотрен, поэтому результирующая оценка в этом модуле не выставляется. Результирующая оценка выставляется во втором модуле по формуле: P = 0,5*H1,2 + 0,5*Э, где Н1,2 = (Н1+H2 )/2, Н1 – накопленная оценка за первый модуль, Н2 – накопленная оценка за второй модуль. Итоговой оценкой за курс «Нанометрология» является результирующая оценка (P) второго модуля. Итоговая оценка по учебной дисциплине складывается из следующих элементов:
Структура экзаменационной оценки по учебной дисциплине:
Аннотация курсаДисциплина «Нанометрология» является курсом по выбору цикла дисциплин магистерской программы, и рассчитана на студентов второго года обучения в магистратуре. В курсе рассматриваются измерения для целей сертификации продукции наноиндустрии и основные концепции нанометрологии. Основу курса составляют установочные лекции, главным содержанием которых является освоение испытательного оборудования, средств измерений и измерительных установок, технических средств метрологического обеспечения испытаний и измерений. Содержание программыМодуль 1. Тема 1. Виды измерений. Система единиц физических величин Виды эталонов и стандартных образцов. Единицы измерения. Связь систем единиц физических величин. Практическое занятие: Виды и методы измерений. Погрешности измерений. Типы погрешностей. Абсолютные и относительные погрешности. Методические, инструментальные, статические, динамические, аддитивные, мультипликативные и нелинейные. Погрешности в косвенных измерениях (Решение задач). (4 часа лекций, 4 часа практических занятий) Тема 2. Возникновение нанометрологии. Нанометрология за рубежом. Положение России в сфере наноиндустрии. Концепция развития нанометрологии Практическое занятие: Погрешности в косвенных измерениях Стандартное отклонение, расчеты. Нормальное распределение. Гистограммы и распределения. Предельное распределение. Стандартное отклонение. Доверительный интервал. Коэффициент доверия. Классы точности СИ. (Решение задач). (4 часа лекций, 4 часа практических занятий) Тема 3. Испытательное оборудование, средства измерений и измерительные установки, технические средства метрологического обеспечения испытаний и измерений. Растровая электронная микроскопия (РЭМ) высокого разрешения. Получение изображений методом РЭМ образцов наноразмерных объектов (проводящих и непроводящих): наночастиц (нанопорошков), наностержней, нановолокон, нанотрубок, нанопроволок, нанодисков – с пространственным разрешением до 1 нм. Анализ изображений с получением численных данных о размерах и форме нанообъектов, степени их агломерируемости. Получение изображений методом РЭМ структуры объема и поверхности образцов наноструктурных материалов (проводящих и непроводящих), в том числе нанокомпозитов с пространственным разрешением до 1 нм. Анализ изображений с получением численных данных о размерах и форме нанокристаллитов (гранул), пор, межкристаллитных границ и других особенностей структуры. Получение изображений методом РЭМ структуры поперечных сечений и поверхностей образцов тонкослойных наноструктурных объектов (проводящих и непроводящих), в том числе тонких пленок, покрытий, наночипов и электролит-электродных структур, с пространственным разрешением до 1 нм. Анализ изображений с получением численных данных о размерах слоев, о размерах и форме нанокристаллитов (гранул), пор, межкристаллитных границ, межслоевых интерфейсов и других особенностей структуры. Практическое занятие: знакомство с растровым электронным микроскопом, получение изображений методом РЭМ структуры поперечных сечений и поверхностей образцов тонкослойных наноструктурных объектов. (6 часа лекций, 4 часа практических занятий) Тема 4. Программы и методики выполнения измерений и испытаний. Методики поверки и меры поверки растровых электронных измерительных микроскопов. Методики поверки и меры поверки просвечивающих электронных измерительных микроскопов. Практическое занятие: знакомство с методикой поверки и мерами поверки растровых электронных измерительных микроскопов. (2 часа лекций, 4 часа практических занятий) Модуль 2. Тема 1. Испытательное оборудование, средства измерений и измерительные установки, технические средства метрологического обеспечения испытаний и измерений. Просвечивающая электронная микроскопия ПЭМ высокого разрешения. Получение изображений методом ПЭМ образцов наноразмерных объектов: наночастиц (нанопорошков), наностержней, нановолокон, нанотрубок, нанопроволок, нанодисков – с пространственным разрешением до 0,2 нм. Анализ изображений с получением численных данных о размерах и форме нанообъектов, степени их агломерируемости и распределении по размерам. Получение изображений методом ПЭМ структуры образцов наноструктурных материалов с пространственным разрешением до 0,2 нм. Анализ изображений с получением численных данных о размерах и форме нанокристаллитов (гранул), пор, межкристаллитных границ и других особенностей структуры. Применение методов препарирования образцов объемных наноматериалов для ПЭМ. Практическое занятие: знакомство с растровым электронным микроскопом, получение изображений методом ПЭМ структуры поперечных сечений и поверхностей образцов тонкослойных наноструктурных объектов. (2 часа лекций, 4 часа практических занятий) Тема 2. Программы и методики выполнения измерений и испытаний. Методики определения толщины тонких слоев покрытий и гетероструктур в диапазоне 1 - 100 нм с использованием сканирующего зондового микроскопа. Методики поверки и меры поверки сканирующих зондовых измерительных микроскопов. Методики оптической сканирующей микроскопии, в том числе ближнего поля, с пространственным разрешением порядка 10 нм в видимом спектральном диапазоне. Методики сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) для исследования наноструктурных объектов и материалов с нанометровым разрешением в различных режимах. Получение изображений в контактном, полуконтактном и бесконтактном режимах атомно силовой микроскопией. Получение изображений в режиме фазового контраста. Получение изображений в режиме магнитных или электрических сил. Получение изображений в режиме электрохимического зондового микроскопа. Получение изображений в режиме туннельного микроскопа. Практическое занятие: знакомство с методикой поверки и мерами поверки растровых электронных измерительных микроскопов. (20 часов практических занятий) Примерные темы реферата 1. Состояние и тенденции развития нанотехнологии. 2. Измерительные и калибровочные возможности средств измерений нанометрового диапазона. 3. Самоорганизация и самосборки для практической реализации нанотехнологий. 4. Проблемы метрологического обеспечения измерения параметров наночастиц в технологических средах. 5. Методы и средства сертификационных испытаний аналитических приборов. 6. Геометрия формирования изображения в сканирующей зондовой микроскопии. 7. Технические измерения, взаимозаменяемость и нанометрология. Примерные вопросы к экзамену:
7. Нормативные документы по стандартизации. Важнейшие стандарты различных систем. 8. Структурные элементы стандартов. 9. Возникновение нанометрологии. Нанометрология за рубежом. Концепция развития нанометрологии. 10. Принципы микроскопии в наноизмерениях. 11. Сканирующая зондовая микроскопия. Виды сканирующей зондовой микроскопии. 12. Электронная микроскопия. 13. Разновидности ближнепольной микроскопии. 14. Измерение линейных размеров рельефных наноструктур. Точность измерения линейных наноразмеров. 15. Особенности наноизмерений в АСМ-режиме. 16. Этапы оценивания погрешностей и неопределенностей. Вычисление погрешности эталона. 17. Измерительные растровые электронные микроскопы. Стандартная калибровка растровых микроскопов. 18. Атомно-силовые измерительные зондовые микроскопы. Поверка АСМ. Калибровка АСМ. 19. Поверка растровых микроскопов. Калибровка РЭМ. 20. Стандартизация и сертификация в наноиндустрии. 21. Направления работ в области нанометрологии. Проблемы и задачи нанометрологии. Основная литература: 1. Нанометрология, Автор: Сергеев А.Г. Издательство: Логос Год: 2011 ISBN: 978-5-98704-494-0 Страниц: 416 http://znanium.com/go.php?id=469008 2. Колчков В. И. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебник / В.И. Колчков. - М.: Форум: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 432 с.: 70x100 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат).(переплет) ISBN 978-5-91134-784-0, 600 экз. http://www.znanium.com/bookread.php?book=418765 3. Артемьев Б.Г. Метрология и метрологическое обеспечение – М.: Стандартинформ, 2010 – 568 с. 4. Афонский, А. А. Электронные измерения в нанотехнологиях и микроэлектронике [Электронный ресурс] / А. А. Афонский; В. П. Дьяконов; под ред. проф. В. П. Дьяконова. - М.: ДМК Пресс, 2011. - 688 с. - ISBN 978-5-94074-626-3 http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=406873
Интернет-ресурсы Научно-информационный портал Всероссийского института научной и технической информации РАН. - www.portalnano.ru Общероссийские классификаторы - classifikators.ru/ портал нормативных документов - www.opengost.ru/ Российский наножурнал - www.nanojournal.ru/ Сайт о нанотехнологиях в России - http://www.nanonewsnet.ru/ |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабочая программа дисциплины ФИЛОСОФИЯ Рабочая программа включает в себя определение целей освоения дисциплины; места дисциплины (модуля) в структуре ООП бакалавриата |  | Рабочая программа дисциплины Международное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Международное право» подготовлена Яблоковым Е. К., старшим преподавателем кафедры общественных... |
| Рабочая программа дисциплины Профессиональная этика (наименование... Рабочая программа учебной дисциплины «Профессиональная этика» подготовлена Слободян Л. Д. старшим преподавателем кафедры общественных... | | Рабочая программа дисциплины гражданское право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Гражданское право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики |
| Рабочая программа дисциплины административное право (наименование... Рабочая программа учебной дисциплины «Административное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики | | Рабочая программа дисциплины финансовое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Финансовое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики |
| Рабочая программа дисциплины уголовное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Уголовное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики | | Рабочая программа дисциплины земельное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Земельное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики |
| Рабочая программа дисциплины трудовое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Трудовое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики | | Рабочая программа дисциплины коммерческое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Коммерческое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики |
| Рабочая программа дисциплины предпринимательское право (наименование... ... | | Рабочая программа дисциплины избирательная система в РФ (наименование... ... |
| Рабочая программа дисциплины семейное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Семейное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики | | Рабочая программа дисциплины парламентское право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Парламентское право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики |
| Рабочая программа дисциплины избирательная система в РФ (наименование... ... | | Рабочая программа дисциплины жилищное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Жилищное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики |
