WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


Pages:   || 2 | 3 |

«2 СОДЕРЖАНИЕ Общие положения Характеристика профессиональной деятельности выпускника Область профессиональной деятельности выпускника 2.1. 4 Объекты ...»

-- [ Страница 1 ] --

2

СОДЕРЖАНИЕ

Общие положения

Характеристика профессиональной деятельности выпускника

Область профессиональной деятельности выпускника

2.1. 4

Объекты профессиональной деятельности выпускника

2.2 4

Виды профессиональной деятельности выпускника

2.3 4

Задачи профессиональной деятельности выпускника 2.4 4 Требования к результатам освоения ООП 3. 5 Рабочие программы дисциплин, входящих в состав ООП 4. 8 Программа государственной итоговой аттестации 5. 100 Государственный экзамен 5.1 101 Выпускная квалификационная работа 5.2 111 Оценочные и методические материалы 6. 113 Приложение 1. Учебный план с календарным учебным графиком 116 Приложение 2. Структура ООП и соответствие перечня дисциплин ре- 119 зультатам ее освоения

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основная образовательная программа (далее – ООП) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (далее СПбГЭТУ «ЛЭТИ») по направлению подготовки магистров 28.04.01 – «Нанотехнологии и микросистемная техника» по программе 28.04.01-02 – «Нанотехнология и диагностика» представляет собой систему документов, разработанную и утвержденную вузом с учетом требований рынка труда на основе Федерального государственного образовательного стандарта по соответствующему направлению подготовки высшего образования.

Нормативную базу ООП составляют:

- Федеральный закон Российской Федерации "Об образовании в Российской Федерации" от 29 декабря 2012 г. N 273-ФЗ (с изменениями и дополнениями);

- Федеральный государственный образовательный стандарт (далее - ФГОС) по направлению подготовки магистров 28.04.01 – «Нанотехнологии и микросистемная техника»;

- Нормативно-методические документы Минобрнауки России;

- Устав СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Утвержденная ООП с приложениями и рабочими программами дисциплин хранятся в методическом отделе и на выпускающей кафедре в виде твердой и электронной копий. Учебнометодические комплексы дисциплин (далее – УМКД), входящих в состав ООП, хранятся на обеспечивающих реализацию дисциплин кафедрах в виде твердой и электронной копий.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫПУСКНИКА

2.1.Область профессиональной деятельности выпускника Область профессиональной деятельности магистров включает: совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленной на теоретическое и экспериментальное исследование, математическое и компьютерное моделирование, проектирование, конструирование, технологию производства и эксплуатацию материалов, компонентов нано- и микросистемной техники различного функционального назначения, разработку и применение процессов нанотехнологии и методов нанодиагностики.

2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника Объектами профессиональной деятельности магистров являются: материалы и компоненты нано- и микросистемной техники; приборы, устройства, механизмы, машины на их основе; процессы нанотехнологии и методы нанодиагностики; физико-математические и физикохимические модели процессов синтеза, диагностики и функционирования материалов и компонентов нано- и микросистемной техники; аппаратные и программные средства для моделирования, проектирования и конструирования, получения и исследования материалов и компонентов нано- и микросистемной техники; алгоритмы решения научно-исследовательских и производственных задач, относящихся к профессиональной сфере.





2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника:

научно-исследовательская;

проектно-конструкторская;

проектно-технологическая;

организационно-управленческая;

научно-педагогическая.

2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника

Научно-исследовательская деятельность:

определение направлений, целей и задач научных исследований, выбор методов проведения экспериментальной работы, анализ, обработка, интерпретация и представление результатов и выводов проведенных исследований;

разработка методик проведения исследований и измерений параметров и характеристик изделий нанотехнологии и микросистемной техники, анализ их результатов;

разработка физических и математических моделей, компьютерное моделирование исследуемых физических процессов в области нанотехнологии и микросистемной техники;

подготовка научно-технических отчетов, обзоров, рефератов, публикаций по результатам выполненных исследований, подготовка и представление докладов на научные конференции и семинары; фиксация и защита объектов интеллектуальной собственности.

Проектно-конструкторская деятельность:

анализ состояния научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников;

подготовка заданий на разработку проектных решений на разработку материалов и компонентов нано- и микросистемной техники; проектирование элементов и приборов нано- и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ;

разработка проектно-конструкторской документации в соответствии с методическими и нормативными требованиями.

Проектно-технологическая деятельность:

разработка технических заданий на проектирование технологических процессов производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники;

проектирование технологических процессов производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ;

разработка технологической документации на производство изделий нанотехнологии и микросистемной техники; метрологическое обеспечение технологических процессов, выбор методов и средств контроля качества материалов и компонентов нано- и микросистемной техники, их сертификация;

управление качеством выпускаемой продукции в области нанотехнологии и микросистемной техники.

Организационно-управленческая деятельность:

организация работы коллективов исполнителей;

проведение технико-экономического и функционально-стоимостного анализа создаваемого продукта; подготовка документации для создания и развития системы менеджмента качества предприятия;

разработка планов и программ инновационной деятельности на предприятии.

Научно-педагогическая деятельность:

работа в качестве преподавателя в профессиональных образовательных организациях и образовательных организациях высшего образования по учебным дисциплинам предметной области данного направления под руководством профессора, доцента или старшего преподавателя;

участие в разработке учебно-методических материалов для студентов по дисциплинам предметной области данного направления; участие в модернизации или разработке новых лабораторных практикумов по дисциплинам профессионального цикла.

3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ООП

Выпускник должен обладать общекультурными компетенциями (ОК):

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-2);

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-3);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-4).

Выпускник должен обладать следующими общепрофессиональными компетенциями (ОПК):

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПК-2);

способностью демонстрировать навыки работы в коллективе, порождать новые идеи (креативность) (ОПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области (ОПК-4);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументировано защищать результаты выполненной работы (ОПК-5).

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК) соответствующими виду видам профессиональной деятельности, на которые ориентирована программа магистратуры:

научно-исследовательская деятельность:

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

готовностью разрабатывать методики проведения исследований и измерений параметров и характеристик изделий нанотехнологии и микросистемной техники, анализировать их результаты (ПК-2);

готовностью разрабатывать физические и математические модели, проводить компьютерное моделирование исследуемых физических процессов в области нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-3);

готовностью выполнять научно-технические отчеты, доклады, публикации по результатам выполненных исследований (ПК-4);

готовностью оформлять заявки на защиту объектов интеллектуальной собственности (ПК-5);

проектно-конструкторская деятельность:

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК-6);

готовностью подготавливать задания на разработку проектных решений на разработку материалов и компонентов нано- и микросистемной техники (ПК-7);

способностью проектировать элементы и приборы нано- и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ с учетом заданных требований (ПК-8);

способностью разрабатывать проектно-конструкторскую документацию в соответствии с методическими и нормативными требованиями (ПК-9);

проектно-технологическая деятельность:

способностью разрабатывать технические задания на проектирование технологических процессов производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-10);

способностью проектировать технологические процессы производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ (ПК-11);

способностью разрабатывать технологическую документацию на производство изделий нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-12);

готовностью обеспечивать метрологическое сопровождение технологических процессов, выбор методов и средств контроля качества изделий нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-13);

организационно-управленческая деятельность:

способностью организовывать работу коллективов исполнителей (ПК-14);

готовностью участвовать в поддержании единого информационного пространства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой продукции (ПК-15);

готовностью участвовать в проведении технико-экономического и функциональностоимостного анализа создаваемого продукта (ПК-16);

научно-педагогическая деятельность:

способностью проводить лабораторные и практические занятия со студентами, руководить курсовым проектированием и выполнением выпускных квалификационных работ бакалавров (ПК-17);

способностью овладевать навыками разработки учебно-методических материалов для студентов по отдельным видам учебных занятий (ПК-18).

4. РАБОЧИЕ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИН, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ООП

–  –  –

Всего ч.

Аннотация дисциплины «ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК»

Цель курса «Иностранный язык» обучение практическому владению английским языком, критерием которого является умение пользоваться наиболее употребительными языковыми средствами в основных видах речевой деятельности: говорение, аудирование, чтение и письмо. Задача курса – уметь общаться в большинстве ситуаций, которые могут возникнуть в повседневной и профессиональной деятельности. По структуре курс делится на следующие аспекты (модули): разговорная практика и аудирование, чтение, письменная практика, практика перевода и практическая грамматика, которые различаются тематикой и лексическим составом учебного и информационного материалов, при этом связаны между собой необходимостью систематического совершенствования всех четырех языковых умений и основных грамматических тем.

Subject summary «FOREIGN LANGUAGE»

The aim of the course is to provide students with practical use of foreign language (English, German, French). The main task of the course is to use language for professional and social communication and focuses on the further development of language skills required for successful communication. The program characterizes the teaching material for providing systematic preparation in all four language skills – speaking, listening, reading and writing. The course includes the following modules (aspects): listening and conversation, reading, writing skills, translation and practical grammar. The modules differ in topics and vocabularies of teaching material and texts, yet they are connected both with systematic development of all four language skills and major grammatical areas.

1. Цели и задачи дисциплины Изучение основной терминологии сферы своей профессиональной деятельности; изучение лексических, грамматических и стилистических норм английского языка и их реализации для осуществления коммуникации и для работы с литературой по профилю специальности.

Дальнейшее развитие навыков устной и письменной коммуникации в социальной и профессиональной сферах, перевода профессионального текста.

Ознакомление с техниками общения с иностранным партнером.

3.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Иностранный язык» относится к базовой части.

Дисциплина обеспечивает изучение последующих дисциплин языкового цикла Требования к уровню освоения дисциплины 3.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

В результате освоения дисциплины студенты должны:

Знать общенаучную и терминологическую лексику, грамматические и лексические нормы изучаемого языка.

Уметь письменно и устно переводить оригинальные тексты по своей специальности, пользуясь навыками переводческих трансформаций; писать структурированные тексты.

Иметь представление об основах аннотирования и реферирования оригинальной литературы, о коммуникативных технологиях построения речи (монолог, диалог).

4. Содержание рабочей программы Введение Программа ориентирована на реализацию системно-деятельностного подхода к обучению, в рамках которого студенты решают задачи в определенных условиях, в определенной ситуации, в определенной сфере деятельности. Под решением задач понимаются действия, в процессе выполнения которых обучаемые развивают ряд коммуникативных компетенций. Коммуникативные компетенции реализуются в процессе восприятия и порождения текстов в связи с определенными темами и сферами общения.

Структура курса Обучение иностранному языку осуществляется на протяжении трех семестров.

1-й семестр:

­ систематизация продуктивных и рецептивных лексических и грамматических навыков, приобретенных в процессе обучения на бакалаврском уровне;

­ дальнейшее расширение объема языковых (лексических и грамматических) навыков на базе профессиональной тематики;

­ дальнейшее развитие умений чтения и аудирования;

­ подготовка студентов к работе со специальной литературой;

­ дальнейшее развитие умений продуцирования следующих устных и письменных речевых жанров: монологическое высказывание, диалогическая речь, деловое письмо.

2-й семестр:

­ дальнейшее расширение объема языковых (лексических и грамматических) навыков на базе профессиональной тематики;

­ совершенствование речевых умений чтения и аудирования;

­ дальнейшее развитие умений продуцирования следующих устных и письменных речевых жанров: подготовленный и неподготовленный монолог, диалогическая речь, беседа, анкеты, виды резюме;

­ развитие умений и навыков, необходимых для письменного перевода.

3-й семестр:

­ дальнейшее расширение объема словаря терминов;

­ совершенствование речевых умений чтения и аудирования;

­ развитие умений аннотирования и реферирования;

­ развитие умений и навыков для осуществления некоторых видов переводческой деятельности;

­ усвоение профессиональных знаний в соответствии с профилем направления, предъявляемых на изучаемом языке.

Содержание курса Содержанием курса является обучение речевой деятельности на материале оригинальных текстов, на базе которых совершенствуются необходимые речевые навыки и конкретные умения в области чтения, говорения, аудирования, письма и перевода. На основе учебных материалов совершенствуются, расширяются и углубляются необходимые знания и умения в области лексики и грамматики. Особое значение в данном курсе придается умению работать с литературой, так как чтение как вид речевой деятельности широко востребовано при решении многих профессиональных задач.

Программа курса предусматривает следующие разделы, которые различаются целевыми установками: чтение, говорение, аудирование, письмо, перевод.

1) Чтение:

­ понимание информации при чтении учебной, справочной, научной литературы в соответствии с конкретной целью;

­ дальнейшее развитие и владение различными видами чтения (ознакомительного, просмотрового, изучающего) оригинальной литературы научного характера по специальности (научные статьи, техническая документация, обзоры, монографии и т.д.);

­ чтение корреспонденции, относящейся к сфере профессиональных интересов;

­ выбор оптимальной стратегии чтения с учетом коммуникативных и познавательных потребностей.

Для развития и совершенствования навыков чтения используются аутентичные тексты публицистического и научного характера.

2) Говорение.

Умение говорения строится на основе чтения литературы разных функциональных стилей и жанров и аудио текста.

Говорение включают в себя: говорение-монолог и говорение в диалоге:

­ участие в диалоге (диалог-расспрос, диалог-обмен мнениями, диалог-побуждение к действиям и др.)/беседе профессионального характера с выражением различных коммуникативных намерений;

­ владение различными видами монологического высказывания (информирование, пояснение, иллюстрирование); доклад;

­ понимание основных идей сообщений профессионального/научного характера (в монологической форме и в ходе диалога) по знакомой тематике;

­ обмен информацией в процессе научного сотрудничества, в ходе семинаров/дискуссий/конференций;

­ интерпретация информации, полученной из аудиотекста;

­ формирование компенсаторных умений, помогающих избегать языковых трудностей, а в речевом плане приспособиться к выражению определенного намерения.

3) Аудирование.

Целью обучения является овладение умениями восприятия и понимания основного содержания текстов, звучащих в нормальном темпе речи и характеризующихся нормативным произношением.

Аудирование включает в себя: аудирование монолог и аудирование в ходе диалога:

­ понимание содержания беседы, доклада на знакомую профессиональную тему;

­ понимание основных положений устного сообщения (лек-ции/выступления/доклады);

­ понимание речи собеседников-носителей языка.

4) Письмо:

­ написание делового письма (сопровождения, подтверждения, объявления, извещения/уведомления и т.п.);

­ заполнение официальных бланков, анкет, формуляров;

­ написание резюме;

­ составление аннотаций по материалам оригинальной научно-технической литературы;

­ формирование навыков конструировать и оформлять речевые высказывания на письме.

5) Перевод.

­ перевод оригинального текста с изучаемого языка на русский;

­ анализ текста с целью выделения основных языковых и переводческих трудностей;

­ использование переводческих трансформаций и формирование переводческих умений;

­ использование дополнительных источников информации: словарей, справочников, баз данных;

­ умение редактировать свой текст перевода.

Важнейшей составляющей учебного процесса является развитие лингвистической компетенции, включающей лексическую и грамматическую компетенцию.

1) Формирование лексической компетенции:

­ развитие лексических навыков;

­ дальнейшее расширение потенциального словаря с учетом особен-ностей лексического наполнения изучаемых текстов;

­ развитие способности к лексической вариативности;

­ использование словарей и другой справочной литературы.

2) Формирование грамматической компетенции:

­ развитие грамматических навыков распознавания и понимания форм и конструкций, характерных для конкретного подъязыка и языка делового ­ общения;

­ развитие грамматических навыков использования в речи грамматических форм и конструкций, характерных для устных сообщений по соответствующему направлению;

­ обучение правильному грамматическому оформлению высказывания;

­ развитие способности к грамматической вариативности.

Языковой материал Лексика: объем лексического материала – 4500 - 5000 лексических единиц, включая 450

- 500 терминов.

Грамматика: грамматика, характерная для чтения специальной литературы, грамматика для устной речи.

Информационный материал Текстовый материал для развития всех видов речевой деятельности: аутентичные тексты, тексты из англоязычных научных журналов и монографий. Тексты характеризуются высокой степенью терминологической насыщенности. Тексты общего характера обеспечивают осуществление профессиональной информации. В качестве информационного материала используются образцы деловых писем, СV, образцы аннотаций и рефератов. Учебный материал включает задания на активизацию лексики и закрепление определенных грамматических структур, задания на перевод с иностранного языка на русский и с русского языка на иностранный, темы для обсуждения.

Самостоятельная работа

В режим самостоятельной работы выносятся следующие задания:

­ задания, направленные на автоматизацию грамматических и лексических навыков, ­ ознакомление с новой профессионально и социально значимой информацией, предъявляемой на изучаемом языке;

В режим индивидуальной работы выносятся следующие задания:

1. Индивидуальное (изучающее) чтение оригинальной научной литературы. Количество печатных знаков:

1-й семестр – 20000 2-й семестр – 30000 3-й семестр – 50000.

2. Составление индивидуального словаря научно-технических терминов по специальности.

3. Написание деловых писем, аннотаций.

Оценочные средства Английский язык

1. Времена глагола групп Simple, Continuous, Perfect в активном и пассивном залогах.

2. Причастия и причастные обороты

3. Инфинитив и инфинитивные обороты

4. Модальные глаголы

5. Герундий

6. Условные предложения

7. Усилительные и эмфатические конструкции

8. Структура письма

9. Виды писем (приглашение, заказ, заявление о приеме на работу), резюме

10. Деловые документы (анкеты, бланки, формуляры)

11. Аннотирование научной литературы

12. Computer Users

13. Job Interviews

14. Looking for a Job

15. Education

16. Meetings and Conferences

17. Presentations

18. Visitors and Travellers

19. Просмотровое чтение

20. Ознакомительное чтение

21. Изучающее чтение

22. Переводческие трансформации

23. Письменный перевод с английского языка на русский

24. Устный перевод с английского языка на русский Французский язык Построение фразы с временами в Indicatif. Согласование времен.

1.

Условное наклонение 2.

Причастия и причастные конструкции 3.

Инфинитив и инфинитивные конструкции 4.

5. Subjonctif Логические артикуляторы 6.

Синтаксические способы выражения причины и следствия 7.

Структура письма 8.

Виды писем (приглашение, заказ, заявление о приеме на работу), резюме 9.

Деловые документы (анкеты, бланки) 10.

Аннотирование и реферирование научной литературы 11.

Prsentation 12.

13. Visite de l'entreprise Carrire et emploi 14.

Runion d'affaires 15.

Nouvelles tchnologies 16.

Просмотровое чтение 17.

Ознакомительное чтение 18.

Изучающее чтение 19.

Переводческие трансформации 20.

Письменный перевод с французского языка на русский 21.

Устный перевод с французского языка на русский 22.

Немецкий язык

1. Времена глагола Praesens, Praeterit, Perfekt в активном и пассивном залогах

2. Причастия 1 и 2 и обособленные причастные обороты, распространенные причастные обороты как признак письменной научной речи

3. Инфинитив, инфинитивные группы и инфинитивные обороты

4. Модальные глаголы в активных и пассивных структурах в специальных текстах, модальные глаголы для обозначения временных отношений, особенности модальных глаголов в разговорной речи

5. Сложные предложения (периоды) как признак научного стиля.

6. Сложноподчиненные предложения

7. Грамматические структуры, маркирующие научный стиль.

8. Структура письма

9. Виды писем (приглашение, заказ, заявление о приеме на работу), резюме.

10. Деловые документы (анкеты, бланки)

11. Аннотирование и реферирование научной литературы

12. Schule, Universitaet, Beruf

13. Messen und Ausstellungen

14. Kontaktaufnahme

15. Auf Suche nach der Arbeit:Bewerbungen

16. Mein Medienalltag

17. Meine Berufswelt: Leute, Taetigkeiten

18. Просмотровое чтение

19. Ознакомительное чтение

20. Изучающее чтение

21. Переводческие трансформации

22. Письменный перевод с немецкого языка на русский

23. Устный перевод с немецкого языка на русский Оценка знаний студентов осуществляется по результатам текущего контроля успеваемости в виде контрольных работ и устных опросов. Контрольная точка включает в себя определенный набор контрольных заданий: тестовые задания на проверку лексического и грамматического материала; устное изложение пройденной темы; письменный перевод с иностранного языка на русский язык; составление аннотации текста и т.д.

При оценке навыка чтения следует принимать во внимание следующие умения:

­ умение ориентироваться в специальной литературе;

­ выделение ключевой информации;

­ понимание содержания текста;

­ использование контекста для понимания лексических единиц;

­ умения извлекать информацию из первичного текста в целях создания вторичного текста (аннотации, реферата).

В оценке уровня владения аудированием основным критерием является понимание прослушанного материала. Показателями адекватного слухового восприятия являются следующие:

­ понимание эксплицитной/имплицитной информации, ­ понимание детальной информации, ­ оценка информации.

При оценке навыков письменной речи необходимо учитывать умение находить адекватные языковые средства для выражения мысли в письменной форме в соответствии с целями, задачами общения и с учетом адресата.

1-й семестр:

­ контроль лексико-грамматических навыков (в форме теста);

­ изучающее чтение – точное и полное понимание текста проверяется письменным переводом на русский язык (1500 печ. зн. за 50 мин.);

написание текста делового письма на основе предложенной ситуации;

­ подготовленная устная речь монологического характера;

­ понимание прослушанного текста (тест).

­ 2-й семестр:

контроль лексико-грамматических навыков (в форме теста; перевод предложений с русского языка на изучаемый язык);

изучающее чтение – точное и полное понимание текста проверяется письменным переводом на русский язык (1800 печ. зн. за 50 мин.);

составление аннотации к одному из текстов, изучаемых в течение семестра;

­ подготовленная устная речь монологического/диалогического характера;

­ понимание прослушанного текста (тест).

­ 3-й семестр:

изучающее чтение – точное и полное понимание текста проверяется письменным переводом на русский язык (2000 печ. зн. за 60 мин.);

составление аннотации к одному из текстов, изучаемых в течение семестра;

­ неподготовленная речь диалогического характера (беседа с экзаменатором на пройденные ­ темы).

КРИТЕРИИ ОЦЕНОК

1. Оценка теста:

95-100% выполнения - «отлично»

85-94% - «хорошо»

84-75% - «удовлетворительно»

менее 75% - «неудовлетворительно»

2. Письменный перевод предложений; заполнение пропусков:

0–1 ошибка - «отлично»

2 – 3 ошибки - «хорошо»

4 – 5 ошибок - «удовлетворительно»

более 5 ошибок - «неудовлетворительно»

3. Письменный перевод текста:

«отлично» - полный и точный перевод за установленное время; незначительное количество стилистических ошибок (2-4).

«хорошо» - полный перевод за установленное время; не более двух искажающих смысл ошибок; незначительное количество стилистических ошибок (2-4).

«удовлетворительно» – полный, но не точный перевод за установленное время; не более трех искажающих смысл ошибок; есть стилистические ошибки;

«неудовлетворительно» – полный, но не качественный перевод за установленное время;

более четырех ошибок, искажающих смысл; большое количество стилистических ошибок;

4. Устное изложение пройденной темы (монологическое высказывание):

«отлично» - исчерпывающее, корректное изложение; грамматически правильная речь; нормальный средний темп речи; максимальное использование лексических единиц и речевых моделей изученного материала;

«хорошо» - грамотное адекватное изложение; нормальный средний темп речи; допущены 2грамматические ошибки; достаточное использование лексических единиц и речевых моделей изученного материала;

«удовлетворительно» - высказывание по теме; медленный темп речи; допущены 4-5 грамматические ошибки; недостаточное использование лексических единиц и речевых моделей изученного материала;

«неудовлетворительно» - недостаточное высказывание по теме; отсутствие грамматической корректности; медленный темп речи; допущены нарушающие смысл ошибки; малое количество использованных лексических единиц и речевых моделей изученного материала.

5. Ответы на вопросы:

«отлично» - исчерпывающий ответ с использованием соответствующих лексических единиц и адекватных грамматических структур: грамматически и фонетически правильная речь; нормальный темп речи; (допускаются 1-2 языковые погрешности, не искажающие смысл);

«хорошо» - адекватный ответ; нормальный темп фонетически правильной речи; достаточное использование лексических единиц и адекватных грамматических структур; допущено не более одной ошибки, искажающей смысл;

«удовлетворительно» - адекватный, но неполный ответ; нормальный темп фонетически правильной речи; недостаточное использование лексических единиц и речевых моделей; допущено не более 2-3 ошибок, искажающих смысл;

«неудовлетворительно» - неполный, нелогичный ответ; наличие более 3 ошибок, искажающих смысл; наличие многочисленных лексико-грамматических погрешностей при однообразии лексических единиц и грамматических структур; медленный темп речи при фонетической корректности.

6. Написание текста (деловое письмо, резюме, аннотация):

«отлично» - структура текста полностью соответствует поставленной задаче; используются адекватные языковые средства; грамматическая корректность; отсутствие ошибок искажающих смысл; достаточное использование лексических и речевых моделей для выполнения цели письменного изложения;

«хорошо» - незначительные нарушения в структуре текста в соответствии с поставленной задачей; используются адекватные языковые средства; не более двух ошибок искажающих смысл;

недостаточное использование лексических и речевых моделей для выполнения цели письменного изложения;

«удовлетворительно» - нарушения структуры текста в соответствии с поставленной задачей; используемые языковые средства не полностью отвечают цели общения в письменной форме;

не более трех ошибок искажающих смысл; недостаточное использование лексических и речевых моделей;

«неудовлетворительно» - структура текста не соответствует поставленной задаче; отсутствие умения использовать соответствующие языковые средства; более трех ошибок искажающих смысл; используется малое количество лексических и речевых моделей.

–  –  –

Аннотация дисциплины

«МЕТОДОЛОГИЯ И ЛОГИКА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»

Дисциплина «Методология и логика научных исследований» входит в базовую часть общенаучного цикла подготовки магистров. Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов со структурой научного знания, с методами научного исследования, с функциями научных теорий и законов; расширение их мировоззренческого кругозора; выработка представлений о критериях научности и о требованиях, которым должно отвечать научное исследование и его результаты.

Знание средств и методов современной науки является необходимым условием самостоятельной творческой научной работы и позволяет отличить подлинно научную работу от псевдонаучных построений.

Студенты должны приобрести знания, умения, навыки, необходимые для успешного анализа и решения эпистемологических и логико-методологических проблем, которые с необходимостью будут возникать в их профессиональной деятельности. К тому же логикометодологическая подготовка может стать базой для продолжения обучения по программе подготовки аспирантов и соискателей.

Содержание дисциплины разработано с учетом профиля вуза и особенностей контингента учащихся.

Subject summary

«METHODOLOGY AND LOGIC OF THE SCIENTIFIC RESEARCH»

Discipline "Methodology and logic of the scientific research" is a basic part of general scientific cycle Master. The purpose of discipline is to familiarize students with the structure of scientific knowledge, the methods of scientific research, with the functions of scientific theories and laws; expansion of their ideological outlook; development of concepts of scientific criteria and requirements to be met by scientific research and its results.

Knowledge of the tools and techniques of modern science is a prerequisite for self-sustaining creative scientific work and to distinguish genuine scientific work of pseudoscientific constructions.

Students must acquire the knowledge, skills necessary for successful analysis and solution of epistemological and logical-methodological problems with the optionally-go will arise in their professional activities. In addition, the logical-methodological training can become a basis for continuing education program under the cooking-graduate students and applicants.

The content of discipline designed to meet the profile of the institution and features of the student body.

1. Цели и задачи дисциплины Основная цель – изучение магистрантами методологических и логических оснований научных исследований.

Преподавание данной дисциплины позволяет решить ряд задач:

­ формирование навыков методологического анализа научных проблем, ­ умение работать с общенаучным и специальным категориальным аппаратом, ­ получить представление о междисциплинарном подходе к научным проблемам и явлениям природной и социальной реальности, ­ владение навыками подготовки и применения определений, аргументации и формирования суждений при интеллектуальной деятельности в социальной и профессиональной (техники и технологий) сферах.

Еще одна задача, которая решается в ходе преподавания настоящей дисциплины – углубление ранее полученных магистрантами представлений о содержании основных методов современной науки, овладение принципами формирования научных гипотез и критериями выбора теорий, формирование у студентов понимания сущности научного познания и соотношения науки с другими областями культуры.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Методология и логика научных исследований» относится к базовой части.

Дисциплина преподается на основе ранее изученных дисциплин:

­ Философия, и обеспечивает подготовку магистерской диссертации.

3. Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-3);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

способностью организовывать работу коллективов исполнителей (ПК-14);

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

­ методологические основы и принципы современной науки;

­ основные логические методы и приемы научного исследования;

­ иметь представление об основных закономерностях развития науки.

Уметь:

­ осуществлять методологическое обоснование научного исследования;

­ проводить концептуальный анализ онтологического базиса при решении научных и прикладных задач в профессиональной сфере;

­ использовать логические средства и приемы для решения задач аргументации в профессиональных коммуникациях.

Владеть:

­ методами научного поиска;

­ навыками логико-методологического анализа научного исследования и его результатов.

4. Содержание рабочей программы Тема 1. Концепции развития научного знания. Научные революции.

Проблема генезиса и смены научных теорий. Позитивистские концепции развития науки (О.

Конт, Э. Мах, П. Дюгейм Л. Витгенштейн и др.). Концепция парадигм Т. Куна. Концепция роста научного знания К. Поппера. Методология научно-исследовательских программ И. Лакатоса.

Концепция неявного знания М. Полани. Методологический анархизм П. Фейерабенда. Концепция «кейс стадис». Диалектическая концепция развития науки. Понятие научной революции.

Типы научных революций. Сущность и особенности научно-технической революции.

Тема 2. Методология теоретических исследований: принципы и методы.

Цель и специфика теоретического исследования. Стадии теоретического исследования. Поиск исходных принципов построения теории. Проблема метатеоретического уровня научного исследования. Методы теоретического исследования. Мысленные эксперименты и теоретические модели. Взаимоотношение теории и практики. Приоритеты в теоретических исследованиях в условиях инновационного развития.

Тема 3. Методология эмпирических исследований.

Цель и специфика эмпирического исследования. Стадии и методы эмпирического исследования. Формы эмпирического знания. Наблюдение и эксперимент – основные методы эмпирических исследований. Получение опытных данных и их первичная обработка (измерение, сравнение, обобщение, систематизация, классификация, анализ и синтез и др.). Эмпирические модели, установление эмпирических закономерностей, получение эмпирических фактов и эмпирической теории. Взаимосвязь объекта исследования и технических средств. Эмпирические научнотехнические исследования и инженерная деятельность. Эмпирические исследования в условиях инновационного развития.

Тема 4. Методологические проблемы инновационных научных исследований.

Понятие инновации, инновационной технологии, инновационной стратегии, инновационной деятельности. Уровни и типология нововведений. Понятие технологических пределов. Методология формирования инновационных исследований и виды инновационной научной деятельности. Системно-интегративные тенденции в методологии современных междисциплинарных исследований. Экологизация техники и технических наук.

Тема 5. Логические основания научных исследований.

Эмпирический и теоретический уровни научного познания. Понятия логической формы и логического закона. Научный закон и его логико-гносеологическая характеристика. Классификация научных законов. Соотношение законов науки и законов мироздания. Функции законов в научном познании. Понятие научного принципа. Соотношение научных принципов и законов. Вопрос как форма познания. Проблема как элемент научного познания. Условия разрешимости проблем в науке.

Логические принципы научных исследований. Проблема истины в науке.

Тема 6. Научный факт в структуре научного познания.

Понятие научного факта. Структура и типология научных фактов. Истина и факт: абсолютность и относительность. Функции фактуального знания и аспекты его соотношения с теоретическим знанием. Вариативность интерпретаций фактов.

Тема 7. Теория и гипотеза как высшие формы научного мышления.

Теория как логическая форма: сложность и системность. Структурные элементы теории и их взаимосвязь. Объект и предмет теории. Типы и виды научных теорий. Проверка, обоснование и истинность теорий. Многообразие функций теории. Основные функции теории: описание, объяснение и предсказание (прогнозирование). Логическая структура объяснения и условия его адекватности.

Разнообразие видов научных объяснений. Дедуктивно-номологическое объяснение. Вероятностное объяснение. Объяснение как демонстрация возможности – необходимости. Взаимосвязь понимания и объяснения. Понимание как интерпретация. Логическая структура предсказания. Роль предсказания в развитии научного знания. Проблема непротиворечивости и полноты научных теорий. Логическая природа парадоксов и их роль в развитии теорий. Гипотеза как форма мысли. Разновидности гипотез. Индукция, дедукция и аналогия как методы построения гипотез. Эвристическая роль гипотез.

Тема 8. Аргументация и обоснование в научных исследованиях.

Аргументация как логическая процедура обоснования. Структура аргументации. Роль аргументации в научном обосновании. Сущность доказательства и его виды. Опровержение и его виды. Специфика подтверждения и критики как видов аргументации. Правила обоснования и возможные ошибки.

Практические занятия Трудоем- Номер № Наименование темы занятия кость, ауд. ч. темы Концепции развития научного знания. Научные революции Методология теоретических исследований: принципы и ме- 2 тоды Методология эмпирических исследований Методологические проблемы инновационных научных ис- 2 следований Логические основания научных исследований Научный факт в структуре научного познания Теория и гипотеза как высшие формы научного мышления Аргументация и обоснование в научных исследованиях ИТОГО 18

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплины

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАНОТЕХНОЛОГИИ И МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКЕ»

–  –  –

Аннотация дисциплины

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАНОТЕХНОЛОГИИ И

МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКЕ»

Дисциплина «Информационные технологии в нанотехнологии и микросистемной технике» («Information technology in nanotechnology and microsystems») посвящена изучению и практическому применению информационных технологий в области нанотехнологии.

Элементы численного моделирования приборов микро- и наноэлектроники. В данном разделе рассматриваются особенности решения систем дифференциальных уравнений описывающих работу приборов микро- и наноэлектроники. Рассматривается диффузионно-дрейфовая и гидродинамическая модель. Исследуются особенности численного решения одномерных задач на базе пакета MathCAD (MatLAB). Особенности решения двухмерных задач рассматриваются на базе пакетов FlexPDE и Synopsys.

Основы программирования, сбора и обработки экспериментальных данных. Организация программного обеспечения в виде проблемно-ориентированных пакетов прикладных программ.

Концепция виртуальных инструментов. LabVIEW - как графическая система программирования. Программирование систем сбора информации. Программирование систем обработки информации (элементы цифровой фильтрации сигналов и.т.д.). Организация распределенных программно-аппаратных комплексов.

Subject summary «Information technology in nanotechnology and microsystems »

Discipline "Information technology in nanotechnology and microsystems technology» («Information technology in nanotechnology and microsystems») is devoted to the study and practical application of information technology in the field of nanotechnology.

Elements of numerical modeling of micro- and nanoelectronic devices. In this case, once the features of solutions of systems of differential equations describing the work-ing micro- and nanoelectronic devices. We consider the drift-diffusion and hydrodynamic model. The features of the numerical solution of one-dimensional problems on the basis of the package MathCAD (MatLAB).

Features of the solution of two-dimensional problems are considered on the basis of packages FlexPDE and Synopsys.

Basics of programming, collection and processing of experimental data. Organization of prosoftware in the form of problem-oriented software packages. The concept of virtual instruments.

LabVIEW - a graphical programming system-tion. Programming systems for collecting information.

Programming information processing systems (elements of digital signal filtering, etc.). Distributedgovernmental organization software and hardware systems.

1. Цели и задачи дисциплины Изучение основ приборно-технологического моделирования в области электроники.

Освоение современных программных пакетов решающих задачи приборнотехнологического моделирования.

Формирование навыков экспериментальных исследований в рамках современных пакетов прикладных программ.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Информационные технологии в нанотехнологии и микросистемной технике» относится к базовой части.

Дисциплина обеспечивает изучение последующих дисциплин:

«Процессы микро- и нанотехнологии»

1.

«Фрактальные явления в физике и материаловедении»

2.

«Компоненты МНСТ и микроробототехника»

3.

3. Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПК-2);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области. (ОПК-4);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументированно защищать результаты выполненной работы (ОПК-5);

готовностью разрабатывать физические и математические модели, проводить компьютерное моделирование исследуемых физических процессов в области нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-3);

способностью проектировать элементы и приборы нано- и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ с учетом заданных требований (ПК-8);

способностью проектировать технологические процессы производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ (ПК-11).

В результате изучения дисциплины студенты должны:

­ Знать:

­ основы численного моделирования приборов микро- и наноэлектроники;

­ основы синтаксиса: FlexPDE, MathCAD, Synopsys, LabVIEW.

­ Уметь:

­ выбрать метод моделирования приборов микро- и наноэлектроники;

­ выбрать программную среду для моделирования приборов;

­ записать соответствующие уравнения и граничные условия в рамках синтаксиса выбранной программной среды.

­ Планировать физический эксперимент и осуществлять его проведение и анализ результатов в интегрированной среде программирования LabVIEW. Организовывать сопряжение ЭВМ с объектом научных исследований.

­ Владеть основными навыками применения компьютерных технологий в науке и производстве.

Содержание рабочей программы 4.

Тема 1. Элементы численного моделирования приборов микро и нано электроники.

Физико-топологические модели полупроводниковых приборов. Задачи численного моделирования полупроводниковых приборов и технологических процессов. Основные уравнения физики полупроводниковых структур. «Иерархия» моделей. Базовые понятия: системы исчисления, представление чисел в компьютере, ошибки связанные с конечностью разрядной сетки. Численные методы решения трансцендентных уравнений. Метод бисекции. Метод Ньютона. Численные методы решения дифференциальных уравнений. Задача Коши, граничные условия. Явный метод Рунге-Кутта. Не явный метод Рунге-Кутта. Порядок метода Рунге-Кутта. Сплайн интерполяция. Понятие жестких дифференциальных уравнений. Понятие неустойчивых решений. Метод Гира. Одномерная задача проникновения поля в полупроводник. Вопросы учета диффузии. Эффекты пограничного слоя. Область "токовый канал - буфер". MathCAD.

Тема 2. Приборно- технологическое моделирование.

Объекты приборно- технологического моделирования. Физические модели приборов электроники. Двухмерная диффузионно-дрейфовая модель. MESFET. Гидродинамическая модель MESFET. Основные уравнения. Элементы моделирования технологических процессов: эпитаксия, легирование, напыление контактов, окисление. Synopsys.

Тема 3. Методы описания физических процессов в электронике.

Интегральные и дифференциальные уравнения. Типы интегральных уравнений. Методы решения интегральных уравнений. Не сводимость произвольного интегрального уравнения к дифференциальному уравнению в целых производных. Понятие дробных интегралов и дробных производных. Краевая задача. Конечные разности в общем случае дробных производных. Конечные разности для производных целого порядка. Метод конечных элементов. Метод НьютонаРафсона Проникновение поля в полупроводник, двухмерная задача.FlexPDE.

Тема 4. Основы программирования, сбора и обработки экспериментальных данных.

Стадии компьютерной поддержки эксперимента. Стадии компьютерной поддержки эксперимента. Первичная обработка экспериментальных данных. Численное дифференцирование. Метод конечных разностей. Численное интегрирование. Решение нелинейных уравнений методом Ньютона. Конечно-разностное представление дифференциального уравнения. Интерполяция данных. Организация программного обеспечения в виде проблемно-ориентированных пакетов прикладных программ. Концепция виртуальных инструментов. LabVIEW как графическая система программирования. Понятие потокового программирования. Разработка интерактивных программ сбора, обработки данных и управления периферийными устройствами. Элементы графического программирования. (Используемые типы данных). Используемая разрядность.

Компоненты Виртуального Прибора (ВП). Создание ВП. Редактирование ВП. Отладка ВП.

Подпрограммы ВП.

Локальные, глобальные и сетевые переменные. Передача данных через перечисленные переменные. Использование глобальных переменных для формирования функции очередности и обеспечения последовательности выполнения действий ВП. Свойства объектов LabView.

Особенности организации Цикла While (по условию). Особенности организации Цикл For (с фиксированным числом итераций). Особенности Функция Select и принятие решений.

Использование структуры Case. Использование узла Формулы.

Массивы и кластеры. Создание массивов с помощью цикла. Использование функций работы с массивами. Использование функций работы с кластерами. Использование графика Диаграмм для отображения потока данных. Использование графика Осциллограмм и двухкоординатного графика Осциллограмм для отображения данных. Примеры использования.

Дискретный ряд Фурье. Вещественная и мнимая части трансформанты Фурье. Ряд Фурье непрерывной функции. Интеграл Фурье. Быстрое преобразование Фурье. Теорема Парсеваля в интегральной и дискретной форме. Преобразования Хартли.

Свертка функций. Теорема о свертке. Обращение свертки. Фильтрация шумящих экспериментальных данных. Фильтры: Бессель, Баттерворт, Чебышев и др. Теорема о дискретном представлении случайных процессов. Аппаратное преобразование информации. Дискретизация и квантование. Аналого-цифровые преобразователи. Устройства выборки-хранения. Цифроаналоговые преобразователи.

Особенности сбора данных через COM порт. Особенности использования программных средств операционной системы и средств пакета LabView.Особенности сбора данных через звуковую карту. (Использования программных средств пакета LabView.) Особенности работы с базами данных. Особенности использования DLL.

–  –  –

Самостоятельная работа 72 ч.

Всего 144 ч.

Аннотация дисциплины

«МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА»

Основной целью изучения дисциплины «Микропроцессорная техника» является ознакомление студентов с современными семействами микропроцессоров и микроконтроллеров, изучение принципов конструирования микропроцессорных устройств, а также выработка навыков программирования микропроцессорных устройств. В ходе изучения дисциплины студенты знакомятся с элементной базой микропроцессорных устройств, а также учатся использовать кросс-средства разработки программного обеспечения этих устройств на языке С. Практические и лабораторные занятия по дисциплине проводятся с использованием лабораторного стенда, включающего в себя современный высокопроизводительный ARM микроконтроллер и разнообразные средства ввода/вывода.

Subject summary

«THE MICROPROCESSOR TECHNICS»

Main objective of the «Microprocessor technics» discipline study is learning of the modern microprocessor families and microcontrollers, learning of the microprocessor devices construction principles, and also programming skills acquisition of the microprocessor devices. During discipline studying students learn components of the microprocessor devices, and also learn how to use cross compilers for the software development of these devices in C programming language. Discipline lessons and laboratory practice are led with usage of the laboratory bench including modern high-efficiency ARM the microcontroller and various input/output peripherals.

1. Цели и задачи дисциплины Дисциплина закладывает основы для понимания принципов конструирования микропроцессорных устройств, а также их программирования. В процессе освоения дисциплины студенты изучают элементную базу микропроцессорных и микроконтроллерных устройств, способы сопряжения микропроцессорных устройств с датчиками и исполнительными механизмами, приемы программирования микропроцессорных устройств. В результате студенты приобретают навыки разработки программы микроконтроллера с использованием инструментальных средств на персональном компьютере.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Микропроцессорная техника» относится к базовой части.

Дисциплина обеспечивает изучение последующих дисциплин:

«Компоненты МНСТ и микроробототехника».

1.

Научно-исследовательская работа 2.

Междисциплинарный проект «Разработка технологии и диагностики наноматериалов и 3.

приборов на их основе»

и обеспечивает подготовку магистерской диссертации.

3. Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-3);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПК-2);

способностью демонстрировать навыки работы в коллективе, порождать новые идеи (креативность) (ОПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области. (ОПК-4);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументированно защищать результаты выполненной работы (ОПК-5);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

способностью проектировать технологические процессы производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ (ПК-11).

В результате освоения дисциплины студенты должны:

Знать:

особенности внутренней структуры микропроцессоров и микроконтроллеров;

­ элементную базу и особенности применения специализированных больших интегральных схем и микросхем памяти в системах на основе микропроцессоров и микроконтроллеров.

Уметь:

разрабатывать управляющие модули с использованием микроконтроллеров семейства ­ ARM;

разрабатывать программы для микропроцессоров и микроконтроллеров с использованием языка C.

Владеть:

навыками использования кросс-средств для разработки программного обеспечения микропроцессорных систем.

4. Содержание рабочей программы Введение.

Структура и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана. Роль и значение микропроцессоров и микроконтроллеров в современных автоматизированных системах измерения, контроля и управления технологическими процессами электронного производства. Краткая историческая справка о развитии микропроцессорной техники.

Тема 1. Общие сведения о микропроцессорных системах.

Системы счисления. Классификация микропроцессоров по областям применения и архитектурам. Общие сведения о микропроцессорных системах управления. Основные сигналы и внутренняя структура обобщенной МП системы. Логический элемент с третьим состоянием и интерфейсные микросхемы на его основе - шинные формирователи и буферные регистры. Язык программирования С – основные конструкции языка. Структура программы на языке С. Константы. Основные типы данных. Типы переменных. Операции. Функции. Препроцессор. Использование языка С для программирования и микроконтроллерных устройств.

Тема 2. Микроконтроллеры семейства ARM.

Основные характеристики микроконтроллеров семейства ARM. Внутренняя структура и назначение выводов микроконтроллера семейства ARM на примере LPC2368. Программная модель микроконтроллера LPC2368. Основные регистры специальных функций. Тактовый генератор, режим пониженного энергопотребления. Формирователи сигнала сброса, супервизоры питания, сторожевой таймер. Порты параллельного ввода/вывода, внутренняя структура, способы программирования. Измерение временных интервалов, таймеры микроконтроллера, внутренняя структура, способы программирования. Формирование сигналов широтно-импульсной модуляции. Использование прерываний в микропроцессорных системах. Источники прерывания микроконтроллера. Интерфейс последовательного ввода/вывода SPI. Аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи микроконтроллера, характеристики, принципы программирования.

Тема 3. Средства ввода/вывода в микропроцессорных системах.

Применение параллельного ввода/вывода для управления дискретными устройствами. Подключение клавиатур к микроконтроллерам. Общие принципы последовательной передачи информации. Синхронная и асинхронная передача информации. Интерфейс RS232. Стандартные скорости передачи информации. Интерфейсы RS485, RS422. Синхронные интерфейсы IIC и SPI.

Сопряжение микроконтроллеров с устройствами отображения дискретной информации, символьной и графической информации. Подключение исполнительных устройств к микроконтроллерам - электромагнитные исполнительные механизмы, шаговые и линейные электродвигатели.

Тема 4. Запоминающие устройства.

Основные сведения, назначение, классификация. Микросхемы статических оперативных запоминающих устройств (ОЗУ). Внутренняя структура, принципы функционирования, тактовая диаграмма. Подключение статических ОЗУ к МП системе. Микросхемы динамических оперативных запоминающих устройств (ДОЗУ). Внутренняя структура, принципы функционирования, тактовая диаграмма ДОЗУ. Современные типы ДОЗУ, перспективы развития, принципы ускоренного доступа к данным в ДОЗУ. Микросхемы постоянных запоминающих устройств (ПЗУ). Внутренняя структура, принципы функционирования, тактовая диаграмма ПЗУ. Масочные ПЗУ. ПЗУ с УФ и электрическим стиранием. Подключение ПЗУ к МП системе.

Тема 5. Конструирование микропроцессорных систем.

Основные принципы конструирования микропроцессорных систем управления. Сопряжение микроконтроллеров с внешними цифровыми датчиками и устройствами. Сопряжение микроконтроллеров с внешними аналого-цифровыми и цифроаналоговыми преобразователями. Повышение помехоустойчивости микропроцессорных систем, особенности конструирования печатных плат для микроконтроллеров. Выбор компонентов системы в соответствии с требованиями по точности и быстродействию.

–  –  –

Самостоятельная работа ч.

Всего ч.

Аннотация дисциплины

«ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ»

В рамках данной дисциплины рассматриваются вопросы развития квантовой теории, зарождения и развития вакуумной и плазменной электроники. Освещена история возникновения радиоэлектроники и электронной техники, а также роль ЛЭТИ в истории развития электротехники, радиоэлектроники, электронной техники, и электроакустики. Теоретические и технологические предпосылки для изучения контактных явлений в полупроводниках и структурах с применением металлов, диэлектриков и полупроводников. открытие, изучение и разработка основ квантовой электроники, оптоэлектроники, нелинейной оптики, волоконной и интегральной оптики, фотоэлектрической гелиоэнергетики; изобретение и исследование лазеров; создание лазерной техники.

Subject summary

«HISTORY AND METHODOLOGY OF NANOTECHNOLOGY»

Within this discipline deals with the development of quantum theory, the origin and development of the vacuum and plasma eleсtroniсs. The history of emergence of radio electronics and electronic equipment, and also LETI role in the history of electrical engineering, electronics, electronic equipment, and electro is lit. Theoretical and technological prerequisites for the study of contact phenomena in semiconductors and structures with the use of metals, dielectrics and semiconductors. discovery, exploration and development of the foundations of quantum electronics, optoelectronics, nonlinear optics, fiber and integrated optics, photovoltaic solar energy; The invention of lasers and research; development of laser technology.

1. Цель дисциплины

Изучение дисциплины должно способствовать:

пониманию роли науки в развитии цивилизации, соотношения науки и техники и ­ связанных с ними современных социальных и этических проблем, ценности научной рациональности и диалектики (историзма) её развития;

владению методологией научного познания и готовность использовать ее в практической ­ деятельности, способностью использовать современные фундаментальные знания по ес-тественнонаучным направлениям подготовки (физике, химии, экологии, информатике и др.), пониманию основных тенденций и научных направлений развития сферы ­ профессиональной деятельности, а также смежных областей науки и техники, способности идентифицировать новые области исследований, новые проблемы в области ­ электроники

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина “История и методология нанотехнологии” относится к базовой части.

Дисциплина обеспечивает подготовку магистерской диссертации.

3.Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-3);

способностью демонстрировать навыки работы в коллективе, порождать новые идеи (креативность) (ОПК-3);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1).

В результате освоения дисциплины студенты должны:

Знать:

­ основы современного физического мировоззрения;

­ историю становления фундаментальных физических теорий и их роль в развитии цивилизации;

­ ключевые этапы развития и применения достижений электроники в различных областях науки и техники;

Уметь:

­ самостоятельно ориентироваться в новых направлениях фундаментальных исследований в электронике;

­ формировать собственное представление о роли и тенденциях развития микро- и наноэлектроники, квантовой и оптической электроники, информационных технологий и телекоммуникаций;

Владеть:

­ представлением об основных современных отечественных и мировых научных школах, важнейших центрах фундаментальных и прикладных исследований, о важнейших производственных предприятиях как возможных местах приложения знаний и умений по окончании университета.

4. Содержание рабочей программы Тема 1. Введение.

Возникновение идей атомной и квантовой физики. Атомистика в физике XIX века. Статистическая физика во второй половине XIX и ХХ веках. Катодные лучи. Открытие электрона. Модель атома Дж. Томсона. Теория атома и модель атома Бора. Развитие квантовой теории. Закон излучения М. Планка для абсолютно черного тела. Роль квантовых представлений в теории внешнего фотоэффекта А. Эйнштейна. Открытие радио и развитие радиосвязи (А.С. Попов, Г. Маркони). Зарождение и развитие вакуумной и плазменной электроники. Изобретение первых электронных приборов: диода и триода. Возникновение радиоэлектроники и электронной техники.

Роль ЭТИ и ЛЭТИ в развитии электротехники, радиоэлектроники, электронной техники, и электроакустики.

Тема 2.

Возникновение и развитие квантовой физики твердого тела. Спектроскопия атомов, молекул и твердых тел как экспериментальная основа возникновения и развития физики твердого тела.

Зарождение и развитие научного материаловедения. Формирование современных представлений о механических, тепловых, электронных, оптических и магнитных свойствах твердых тел:

металлов, диэлектриков и полупроводников. Квантовая теория твердого тела и ее влияние на развитие технологии твердотельных структур электроники и микроэлектроники.

Роль ученых ЛЭТИ (М.М. Глаголев, А.А. Шапошников, Н.П. Богородицкий, Б.П. Козырев, В.В.

Пасынков, В.С. Сорокин, Ж.И. Алферов) в становлении и развитии отечественного электронного и микроэлектронного приборостроения.

Тема 3. Возникновение и развитие дискретной полупроводниковой электроники.

Теоретические и технологические предпосылки для изучения контактных явлений в полупроводниках и структурах с применением металлов, диэлектриков и полупроводников. Синтез материалов и структур, твердые растворы. Гомо- и гетеропереходы, низкоразмерные структуры. Значение исследования поверхности твердых тел. Элементы дискретной полупроводниковой электроники.

Тема 4. Интегральная микроэлектроника.

Переход от дискретной к интегральной твердотельной микроэлектронике - следствие усложнения задач, решаемых электроникой в областях связи, обработки информации и процессах управления. Особенности методов расчета, проектирования, конструирования и технологии производства, обеспечивающие повышение быстродействия, надежности и снижения массы, габаритов и стоимости изделий интегральной микроэлектроники.

Тема 5. Предпосылки и развитие оптической и квантовой электроники.

Оптика (оптическая электроника) XIX – XX вв. – открытия УФ и ИК областей спектра; открытие и создание тепловых и фотоэлектрических эффектов и приборов для измерения энергии электромагнитного излучения; открытие, изучение, разработка и широкое практическое применение процессов генерирования различных излучений для фундаментальных физических исследований, спектроскопии, фотометрии, электрического освещения, исследования окружающей среды и др. Оптическая электроника ХХ в. – открытие, изучение и разработка основ квантовой электроники, оптоэлектроники, нелинейной оптики, волоконной и интегральной оптики, фотоэлектрической гелиоэнергетики; изобретение и исследование лазеров; создание лазерной техники, применяемой в энергетике (УТС), в технологии машиностроения, приборостроения, судостроения и в военном деле; применение лазеров для связи на оптических частотах, в микроэлектронной технологии, в обработке и хранении информации и др. Темы 1-5 (каф. КЭОП).

Тема 6. Возникновение и развитие микроволновой техники и электроники.

Проблема обнаружения быстро движущихся целей. Первые зарубежные и отече-ственные радиолокаторы. Увеличение дальности обнаружения и точности определения ко-ординат цели за счет увеличения частоты колебаний. Разработка первых электровакуумных приборов СВЧ – многорезонаторных магнетронов, клистронов, ламп бегущей волны. Развитие СВЧ техники – линий передачи, резонаторов, антенн. Появление и развитие полупровод-никовых приборов СВЧ и интегральных схем СВЧ. Появление и развитие микроволновых систем телекоммуникаций. Разработка сверхмощных источников энергии СВЧ – гиротронов, лазеров на свободных электронах и других релятивистских приборов. Использование сверхмощных колебаний СВЧ в науке и промышленности. Перспективы развития микроволновой техники и электроники.

Тема 7. Возникновение и перспективы развития нанотехнологии и наноэлектроники.

Наноэлектроника – совокупность физико-химических методов и технологических приемов создания функциональных элементов нанометровых размеров на поверхности или в объеме подложки. Наноструктуры: получение, основные свойства. Физические основы сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и атомной силовой микроскопии (АСМ). Сканирующая микроскопия ближнего поля: принцип, разрешающая способность, применение в микро- и наноэлектронике.

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ): типы зондов, их изготовление, свойства кантилеверов. Применения СТМ, АСМ, СЗМ.

Тема 8. Методы анализа поверхности и их применение для диагностики и контроля материалов, структур и изделий электроники.

Понятие поверхности. Обзор методов анализа поверхности, их сравнительные достоинства, недостатки. Оже-спектрометрия: Безызлучательные переходы, Оже-переходы, выход Ожеэлектронов и флуоресценция. Количественный анализ. Особенности конструкции, технологии и эксплуатации Оже-спектрометров. Рентгеноэлектронный спектрометр (фотоэлектронный спектрометр). Основы электронной спектроскопии. Конструкции электронных спектрометров. Анализаторы с задерживающим и отклоняющим электростатическими полями. Особенности конструкции и технологии электронных спектрометров. Ионная масс-спектрометрия. Рассеяние медленных ионов. Спектры рассеянных ионов, зависимость спектрального состава от энергии первичных ионов, угла рассеяния. Структурные эффекты в методе рассеяния медленных ионов.

Выход рассеянных ионов. Аппаратурные и технологические особенности метода рассеяния медленных и быстрых ионов и перспективы последнего.

Тема 9. Электродинамика.

Солитоны

История становления, основные законы, творцы электродинамики. История открытия солитона:

солитон на воде (1834 г.), первое теретическое описание солитона (1895 г.), уравнение Кортевега де Вриза, оптические (1980 г.) и спин-волновые (1983 г.) солитоны, физическая сущность, области применения солитонов.

Практические занятия Число ауд. Номер теНаименование темы занятия часов по мы проплану граммы Семинар по темам (включая тематику НИР студентов и ВКР) 1 26 1-9 Итоговое занятие: доклад, презентация по теме ВКР 2 2 1-9 Итого: 28

–  –  –

Аннотация дисциплины

«ПРОЦЕССЫ МИКРО- И НАНОТЕХНОЛОГИИ»

Дисциплина «Процессы микро- и нанотехнологии» формирует знания в области способов нанесения, удаления и модифицирования вещества на микро- и наноуровне, используемых при создании компонентов твердотельной электроники и интегральных микросхем. Изучаются базовые процессы и оборудование, используемые в традиционной микротехнологии, а также специфические процессы, позволяющие формировать структуры на молекулярном уровне и основанные на способности к самоорганизации, селективности, анизотропии и принципе матрицы. Дисциплина включает лекционные, практические и лабораторные занятия, самостоятельную работу студентов, в том числе выполнение индивидуальных заданий и междисциплинарного проекта. В качестве формы контроля выступает экзамен.

Subject summary «MICRO- & NANOTECHNOLOGY PROCESSES»

The “Micro- & nanotechnology processes” discipline forms knowledge about materials deposition, etch and modifying methods on micro- and nanolevel which used in solid electronics and integrated circuit components forming. Base processes and equipment used in conventional microtechnology and specific processes, permissive to form structures on molecular level and based on selforganization, selectivity, anisotropy abilities and matrices principle are studied. Discipline concludes lectures, practices and laboratories, self-dependent student’s work, including individual tasks and interdiscipline course project. Examination as control form is used.

1. Цели и задачи дисциплины Целью преподавания дисциплины является освоение совокупности методов и способов синтеза, сборки, структуро- и формообразования, нанесения, удаления и модифицирования материалов; аппаратурное, материаловедческое, метрологическое обеспечение процессов и технологических операций, направленных на создание элементов интегральных микросхем, а также наноматериалов и систем с новыми свойствами, обусловленными проявлением наномасштабных факторов.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Процессы микро- и нанотехнологии» относится к базовой части.

Дисциплина преподается на основе ранее изученных дисциплин:

«Современные аспекты физической химии конденсированного состояния», ­ и обеспечивает изучение последующих дисциплин:

«Углеродная наноэлектроника», ­ «Материалы для органической электроники», ­ «Нанотехнологии в альтернативной энергетике», ­ «Технология пористых наноматериалов».

­

3.Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-2);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПК-2);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области. (ОПК-4);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументированно защищать результаты выполненной работы (ОПК-5);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

способностью проектировать элементы и приборы нано- и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ с учетом заданных требований (ПК-8);

способностью разрабатывать технические задания на проектирование технологических процессов производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-10);

способностью проектировать технологические процессы производства изделий нанотехнологии и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ (ПК-11);

способностью разрабатывать технологическую документацию на производство изделий нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-12).

В результате освоения дисциплины студенты должны:

Знать:

современные операции микро- и нанотехнологии;

­ физико-технологические и экономические ограничения миниатюризации и интеграции;

­ принципы организации базовых технологических процессов создания компонентов ­ твердотельной электроники и интегральных микросхем

Уметь:

работать на оборудовании, используемом в микроэлектронном производстве ­

Владеть:

методами реализации современных способов нанесения, удаления и модифицирования ­ материалов при создании элементной базы электронной техники

4. Содержание рабочей программы Введение. Возникновение и развитие микро- и нанотехнологии. История появления материаловедческо-технологического базиса и основных организационных принципов.

Тема 1. Производственная чистота, гигиена и безопасность.

Чистые помещения: классификация производственных помещений по чистоте воздушной среды и микроклимату, источники загрязнений, способы обеспечения и поддержания чистоты. Вакуум: глубина вакуума, средства откачки и методы контроля. Технологические среды: чистота материалов, воды, газовых сред и жидкостей. Аппаратура и элементы газовых и жидкостных систем. Базовые операции очистки жидких и газообразных сред. Очистка поверхности пластин.

Безопасность работы в чистых помещениях: токсичные, взрывоопасные и пожароопасные среды. Утилизация отходов.

Тема 2. Оборудование и методы нанесения вещества.

Оборудование и методы нанесения вещества в вакууме из молекулярных пучков: вакуумтермическое и электронно-лучевое испарение, молекулярно-лучевая эпитаксия. Оборудование и методы ионно-плазменного осаждения: катодное, магнетронное, реактивное распыления;

ионно- и плазмохимическое осаждение. Оборудование и методы осаждения из газовой фазы:

получение поликристаллического и аморфного гидрогенизированного кремния, оксида и нитрида кремния; пиролитическое осаждение металлов; газофазная эпитаксия кремния, бинарных и многокомпонентных соединений; газофазные методы молекулярной химической сборки. Оборудование и методы осаждения из жидкой фазы: жидкофазная эпитаксия, электрохимическое осаждение слоев, нанесение моно- и мультислоев органических веществ методом ЛенгмюраБлоджетт. Золь-гель технология.

Тема 3. Оборудование и методы удаления вещества.

Шлифование и полирование пластин. Электрохимическая, ультразвуковая и электроэрозионная обработки. Механическое, лазерное и электронно-лучевое скрайбирование. Вакуумтермическое травление. Процессы химического травления: механизмы травления; оборудование, методы и среды для жидкостного и газового травления; локальное и анизотропное ориентационно-чувствительное травление; маскирующие, «жертвенные» и «стоп»-слои. Электрохимическое травление, получение пористого кремния. Ионно-плазменное травление: оборудование, методы и механизмы травления; ионно-лучевое, плазмохимическое, реактивное ионноплазменное, ионно-химическое травление.

Тема 4. Оборудование и методы модифицирования вещества.

Оборудование и методы окисления в газовой и жидких средах: термическое сухое и влажное окисление, электрохимическое окисление, теоретические модели окисления. Окисление и нитрирование в плазме. Диффузия примесей: распределение примесей при диффузии, стадии загонки и разгонки примесей, оборудование и методы диффузии из газообразных, жидких и твердых источников. Ионная имплантация: распределение примесей, оборудование и методы ионной имплантации. Высокоэнергетические сильноточные процессы ионной имплантации: окисление, нитрирование, протонирование, радиационно-стимулированная диффузия, химический синтез. Имплантография: жидкометаллические источники ионов, ионно-полевая эмиссия. Низкоэнергетическая ионная имплантация методом погружения в плазму. Активация процессов при ионном легировании и химическом синтезе: термический и корпускулярнолучевой отжиг.

Тема 5. Литографические процессы.

Классификация базовых методов литографии: фото-, рентгено-, электроно- и ионолитография.

Литографический цикл: резисты и способы их нанесения, позитивные, негативные, жидкие и сухие резисты; методы повышения адгезии, плазмостойкости; планаризация, предэкспозиционная обработка, проявление и сушка. Фотошаблоны. Аппаратура и способы совмещения и экспонирования. Пространственное разрешение. Эволюция процессов экспонирования: высокоэффективные источники дальнего ультрафиолета, оптическая литография с фазовым сдвигом, стереолитография, электроно-, ионо-, рентгенолитография. Литография с использованием синхротронного излучения. Объемная субмикронная литография.

Тема 6. Нанотехнологии.

Методы неравновесного синтеза наночастиц и нанокомпозитов. Квазиравновесные методы формирования нанослоевых и наноструктурированных композиций. Методы наноразмерной обработки и наномодификации материалов. Основы нанотехнологии биоорганических веществ.

Тема 7. Интенсификация и интеграция процессов микро- и нанотехнологии.

Физико-технологические и экономические ограничения миниатюризации и интеграции. Нетермические методы активации физико-химических процессов: локальность, избирательность, скорость протекания процессов. Активация процессов полем и излучением: электрически стимулированная эпитаксия; фото- и СВЧ-стимулированные процессы осаждения, окисления и травления. Туннельно-полевое модифицирование поверхности: квантово-механические принципы локального переноса заряда, энергии, массы; технология атомно-молекулярного массопереноса и модифицирования с наноразрешением. Базовые принципы интеграции процессов: аппаратурная и топохимическая интеграция. Самоформирование: интеграция физико-химических процессов на основе топохимической селективности поверхности, структурно-топологические операции на основе анизотропии, маски дифференциального действия, принцип матрицы. Интегрированные технологические кластерные комплексы: минифабрики, нанотехнологические комплексы на основе туннельно-полевого массопереноса и модифицирования. Системный подход к управлению качеством продукции: ЕСТД и её применение, структура и функции АСУТП, оптимизация контрольно-измерительных операций.

Тема 8. Системный подход к процессам микро- и нанотехнологии.

Системная модель технологического процесса: объект, воздействие, процесс. Классификация процессов микро- и нанотехнологии по физико-химической сущности: механический, термический, химический, корпускулярно-полевой; виду процесса: нанесение, удаление, модифицирование; характеру протекания процессов: тотальный, локальный, селективный, избирательный, анизотропный; способу активации: тепло, излучение, поле. Виды термического и корпускулярно-лучевого воздействий: резистивный, лучистый и индукционный нагрев, электронные и лазерные пучки, плазма и ионные пучки. Каталитические свойства поверхности и атомно-силовое воздействие.

Заключение. Построение технологических процессов на основе оптимального сочетания принципов управления, самоформирования, самоорганизации: адаптивный синтез микроэлектронных структур, самосогласованные цепи технологических операций. Атомно-молекулярная инженерия.

Лабораторный практикум Трудоем- Номер № Наименование лабораторных работ кость, ауд. ч. темы Получение слоев бинарных широкозонных соединений методом реактивного ионно-плазменного распыления Получение топологически упорядоченных ориентированных углеродных нанотрубок Вакуумно-термическое нанесение металлов Вакуумно-дуговое нанесение композиционных материалов Реактивное ионно-плазменное травление диэлектриков Формирование изображения методом фотолитографии Итого 14 Практические занятия № Наименование темы занятия Трудоем- Номер кость, темы ауд. ч.

Расчет состава эпитаксиальных слоев светоизлучающей гетероструктуры, обеспечивающих ее изопериодичность и работу в заданном спектральном диапазоне (на заданной длине волны). Определение толщин составляющих гетероструктуру слоев, их уровня легирования Расчет параметров деформированного состояния гетероструктуры (деформаций и упругих напряжений) при комнатной температуре и в условиях эпитаксии. Расчет критической толщины гетероструктуры Определение входных параметров технологического процесса на основании расчета гетерогенных равновесий и термодинамического анализа процесса эпитаксии Расчет скорости роста, времени выращивания слоев заданной толщины и процесса легирования слоев Процесс глубинного анизотропного травления кремния Основные представления о процессе диффузии и его математическом описании. Одностадийная и двухстадийная диффузия. Прямая и обратная задача Типовой процесс формирования биполярного транзистора методом двухстадийной диффузии. Прямая задача Типовой процесс формирования биполярного транзистора методом двухстадийной диффузии. Обратная задача Применение процесса ионной имплантации для формирования структур микроэлектроники Расчет сопротивления слоя Окисление кремния Модель диффузии примесей в кремнии с одновременным термическим окислением Составление сопроводительного листа технологического процесса формирования элементов интегральных схем и оптоэлектронных приборов Моделирование и оптимизация технологического процесса формирования элементов интегральных схем и оптоэлектронных приборов Итого 28

–  –  –

Аннотация дисциплины

«КОМПОНЕНТЫ МИКРО- И НАНОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ И

МИКРОРОБОТОТЕХНИКА»

Основной целью изучения дисциплины «Компоненты микро- и наносистемной техники и микроробототехника» является приобретение знаний в области классификации, принципов функционирования и базовых конструкций компонентов микро- и наносистемной техники.

Изучение дисциплины подкрепляется лабораторными и практическими занятиями. В результате изучения дисциплины, студенты должны быть готовы к работе с отдельными элементами микро- и наносистемной техники и их применению при создании технических систем различного функционального назначения.

Subject summary

"COMPONENTS OF MICRO - AND NANOSYSTEM EQUIPMENT AND

MICROROBOTICS" The main purpose of study of discipline "Components of micro - and nanosystem equipment and microrobotics " is the acquisition of knowledge in the field of classification, principles of operation and basic con-constructions of components of micro - and nanosystem technology. The study subjects be-plaetse laboratory and practical classes. As a result of studying the discipline, students must be prepared to work with the individual elements of micro - and nanosystem technology and their application for creating technical systems for various applications.

1. Цели и задачи дисциплины Дисциплина закладывает представления о классификации, принципах функционирования и базовых конструкциях элементов микро- и наносистемной техники, что может быть использовано при разработке технических систем различного функционального назначения, а также для разработки элементов микро- и наносистемной техники при выполнении выпускной квалификационной работы.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина “Комноненты микро- и наносистемной техники и микроробототехники” относится к базовой части.

Дисциплина преподается на основе ранее изученных дисциплин:

«Процессы микро- и нанотехнологии» ;

«Материаловедение микро- и наносистем»;

«Наноматериалы»;

и обеспечивает и обеспечивает подготовку магистерской диссертации.

3. Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПК-2);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области. (ОПК-4);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументированно защищать результаты выполненной работы (ОПК-5);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

способностью проектировать элементы и приборы нано- и микросистемной техники с использованием типовых пакетов прикладных программ с учетом заданных требований (ПК-8).

В результате освоения дисциплины студенты должны:

Знать и понимать:

классификацию компонентов микро и наносистем;

физические принципы функционирования компонентов микро и наносистем;

базовые конструкции и основные технические характеристики компонентов микро и наносистем.

Уметь:

анализировать особенности функционирования компонентов микро и наносистем;

осуществлять сравнение характеристик компонентов микро и наносистем и определять область их рационального применения.

Владеть:

Владеть навыками работы с отдельными компонентами микро и наносистем;

определения статических и динамических характеристик компонентов микро и наносистем;

применения компонентов микро и наносистем при создании технических систем различного функционального назначения.

4. Содержание рабочей программы Тема 1. Сенсоры.

Классификация сенсоров: назначение, вид преобразования, условия эксплуатации. Характеристики сенсоров: диапазон измерения, чувствительность, точность, линейность, селективность.Стандартизация и сертификация сенсоров. Микромеханические сенсоры.

Механические конструкции: объемные, мембранные, балочные, струнные. Виды преобразователей.

Датчики на основе микромеханических преобразователей. Термоэлектрические сенсоры.

Терморезистивные, термоэлектрические, термомеханические, пироэлектрические преобразователи.

Датчики: температуры, потока, вакуума; термопары, анемометры, болометры. Оптические сенсоры.

Датчики: светового потока, оптического поглощения, смещения, положения.

Магнитоэлектрические сенсоры: индуктивные преобразователи, магниторезисторы, магнитотранзисторы; датчики магнитного поля. Химические сенсоры: электрохимические, термокаталитические, адсорбционные преобразователи; датчики состава жидкостей и газов;

датчики влажности. Биологические сенсоры.

Тема 2. Актюаторы.

Микромеханические приводы движения: пьезоэлектрические, емкостные, термомеханические, электромагнитные, пневматические актюаторы. Устройства микросмещения, микропозиционирования, микрозахвата. Микро- и наноманипуляторы.

Термоактюаторы:

микронагреватели, микрохолодильники. Микроизлучатели: микроглабары, светодиоды, полупроводниковые лазеры.

Тема 3. Миниатюрные электрорадиомеханические и оптоэлектро механические компоненты.

Управляемые микроэлектрорадиокомпоненты: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, микроантенны; микроэлектромеханические и микропневматические реле и коммутаторы.

Управляемые оптоэлектромеханические микрокомпоненты: резонаторы, зеркала, линзы, затворы, фильтры; оптопереключатели.

Тема 4. Микромеханизмы, микропривод, микромашины.

Микросистемы для генерации и преобразования энергии и движения: электростатические и электромагнитные микродвигатели, пьезодвижетели, микроэлектрогенераторы, микротурбины, микросопла, пневматические и оптомеханические микроприводы движения, микроприводы движения на эффекте "памяти формы", "интеллектуальные" конформные поверхности. Микросистемы хранения и рекуперации энергии.

Тема 5. Аналитические микросистемы.

Интеллектуальные и мультисенсорные системы: искусственный нос, искусственный язык, мультисенсорные матрицы. Миниатюрные аналитические приборы: оптические микроспектрометры, микрохроматографы, микромасс-спектрометры. Миниатюрные медико-биологические приборы: матричные и капиллярно-флюидные микросистемы (чипы).

Тема 6. Технологические микросистемы.

Компоненты технологических микро- и наносистем: микроклапаны, микронасосы, микродозаторы, микросмесители, микросепараторы, микротранспортеры, микрореакторы. Микро- и наноинструмент: микросхваты, микроножи, микросверла, микрозонды. Кластерные технологические микросистемы: микрохимические лаборатории, участки микросборки, минифабрики.

Тема 7. Миниатюрные робототехнические системы.

Миниатюрные автономные транспортные системы: наземные, воздушные, космические. Минироботы для медицины и технической диагностики. Интеграция компонентов микроэлектроники и микро- и наносистемной техники. Перспективы развития и применения элементной базы микро- и наносистем.

Лабораторный практикум Трудоем- Номер № Наименование лабораторных работ кость, ауд. ч. темы Моделирование упругой деформации пластины Моделирование упругой деформации балки Моделирование термомеханической деформации пластины Моделирование термомеханической деформации балки Моделирование термомеханической деформации биморфной системы Моделирование упругой деформации пластины под действием электростатических сил Моделирование упругой деформации балки под действием электростатических сил Итого 18 Практические занятия № Наименование темы занятия Трудо ем- Номер кость те мы Расчет базовой конструкции тензорезистивного преобразователя Расчет характеристик акустомеханического преобразователя Расчет параметров термомеханического актюатора Расчет характеристик термоэлектрического преобразователя Расчет конструкции микроэлектромеханического реле Расчет базовой конструкции емкостного преобразователя Расчет производительности и мощности микронасоса Расчет параметров газодинамической микросистемы Расчет температурно-временных параметров ПЦР микрореактора Итого 54

–  –  –

Рассматриваются фундаментальные и прикладные вопросы материаловедения микро- и наносистем, связанные с размерными эффектами индивидуальных наночастиц и возникновении кооперативных явлений в наносистемах.

Излагаются базовые теоретические представления, описывающие вопросы кластерообразования, самосборки и самоорганизации. Для описания строения электронной структуры неупорядоченных микро- и наносистем используются современные физические модели с положительной и отрицательной корреляционной энергией, а также модели переменной валентности, являющиеся концептуальной основой модификации свойств микро- и наносистем. Значительное внимание уделяется рассмотрению элементов теории фракталов и теории перколяции, обеспечивающих решение материаловедческих задач при разработке нанокомпозитов с аномальными свойствами.

В содержании дисциплины включены специальные разделы, посвященные свойствам наночастиц, нанокристаллических материалов и структур аморфных микро- и наносистем, пористых материалов, сведения фуллеренах, нанотрубках, дендримерах и микро- и наносистемах на их основе. Поскольку в материаловедении наносистем наблюдается возрастающая роль полимерных материалов, в учебную программу включены свойства полимеров и гибридных органонеорганических нанокомпозитов.

Все разделы дисциплин заканчиваются рассмотрением примеров применения микро- и наносистем в современных бурно развивающихся направлениях наноэлектроники, фотоники, микро- и наносистемной техники, наносенсорики, наноразмерном катализе.

Subject summary

"MICRO- AND NANOSYSTEM MATERIAL STUDYING"

The course includes the fundamental and applicational issues of micro- and nanosystems material studying, and concerns the size dependent effects for individual nanoparticles effects and the appearance of cooperative phenomena in nanosystems.

The course describes the basic theory of cluster creation, selfappearance and selfassembly. The electronic structure of unorganized micro- and nanosystems is described with use of the modern physical models with positive and negative correlation energy and the models of varied valency, which are the conceptual fundamentals of micro- and nanosystem properties modification. The attention is also paid to the fractal and percolation theory elements, which provide the solutions for material studying problems in design of nanocomposites with abnormal properties.

The course includes the special sections, concerning the properties of nanoparticles, nanocrystal materials and structures, amorphic micro- and nanosystems, porous materials. The course also includes the information on fullerenes, nanotubes, dendrimers and micro- and nanosystems based on these structures. Since the polymer materials play the more and more important role in nanosystems material studying, the properties of polymers, organic and non-organic nanocomposites properties are also included in the course.

Each section of the course ends with the discussion of examples of micro- and nanosystem applications in contemporary fast-developing fields of nanoelectronics, photonics, micro- and nanosystem technics, nanosensorics and nano-size catalysis.

1. Цели и задачи дисциплины Изучение законов и явлений в области физики и технологии нано- и микросистем, закономерностей образования наночастиц и корпоративных явлений в них, физической и химической сущности процессов и явлений, протекающих в микро- и наносистемах Формирование навыков экспериментальных исследований в области физики и технологии нано- и микросистем, способности анализировать взаимосвязь условий протекания технологических процессов и свойств получаемых материалов, нано- и микросистем; способностипланировать и проводить эксперименты, обрабатывать и анализировать их результаты.

Место дисциплины в структуре ООП 2.

Дисциплина «Материаловедение микро- и наносистем» относится к вариативной части.

Дисциплина обеспечивает изучение последующих дисциплин:

1) «Наноматериалы»

2) «Диагностика микро- и наносистем»

3) «Процессы микро- и нанотехнологии»

4) «Зондовые и пучковые нанотехнологии»

5) «Углеродная наноэлектроника»

6) «Материалы для органической электроники»

Требования к уровню освоения дисциплины 3.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПК-2);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументированно защищать результаты выполненной работы (ОПК-5);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

готовностью разрабатывать физические и математические модели, проводить компьютерное моделирование исследуемых физических процессов в области нанотехнологии и микросистемной техники (ПК-3).

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

Основные размерные эффекты, возникающие в наночастицах, и кооперативные явления в системах на их основе Физическую и химическую сущность процессов и явлений, протекающих в микро- и наносистемах.

Основные методы формирования наносистем из индивидуальных наночастиц с учетом областей их применения.

Уметь:

Правильно использовать материаловедческие закономерности для реализации потенциальных возможностей материалов при проектировании и создании микро- и наносистем для наноэлектроники, фотоники, микро- и наносистемной техники, наносенсорики.

Использовать математический аппарат теории перколяции и физики фракталов при разработке микро- и наносистем.

Экспериментально оценивать физические свойства нано- и микросистем на различных уровнях масштабирования.

Владеть:

Современными тенденциями развития материаловедения микро- и наносистем для создания структур и устройств с улучшенными физико-техническими и химикотехническими характеристиками.

Содержание рабочей программы Введение.

Историческая справка о возникновении материаловедения микро- и наносистем. Нисходящие (top-down) и восходящие (bottom- up) технологии. Мезоскопика. Организационные принципы современного материаловедчески - технологического базиса и роль его в формировании и развитии наноэлектроники (кремниевой, углеродной, металлической, радиальной и аксиальной гетероструктурных, пластиковой (полимерной), спинтроники, плазмоники, молетроники, наноразмерного катализа, фотоники и нанофотоники, микро- и наносистемной техники, наносенсорики, включая бионаносенсорику и другие научно-технические направления).

Тема 1. Системный подход к материаловедению микро- и наносистем.

Классификация материалов по техническому назначению и функциональным свойствам: конструкционные, функционально-активные, адаптивные материалы, проводники, полупроводники, сверхпроводники, диэлектрики. Системный подход к материаловедению микросистем. Структурная иерархия материалов. Атомы, молекулы, ассоциаты, кластеры, клатраты, супрамолекулярные образования, агрегаты, наночастицы, организованные слои, нанокомпозиты, композиционные наноструктуры, наноструктурированные материалы, твердое тело. Размерные эффекты в нанообъектах и принципиально новые кооперативные явления в наносистемах. Иллюстрация на примерах эффектов баллистического транспорта, кулоновской блокады резонансного туннелирования, спинзависимого туннелирования, гигантского комбинационного рассеяния.

Физико-химические принципы конструирования новых материалов. Принципы сборки и самоорганизации.

Тема 2. Фундаментальные основы кластерообразования и материаловедения кластерных систем.

Малые ансамбли молекул, межмолекулярные взаимодействия. Размерные и функциональные свойства кластеров. Геометрические принципы кластерообразования. Симметрийное описание и принцип минимума энергии. Модельные представления об устойчивых формах и массах кластеров. Принцип расчета кластерных серий с «магическими числами». Влияние состояния поверхности кластера, межкластерного взаимодействия и взаимодействия кластера с матрицей на организацию кластерных наносистем. Особенности кластеров и кластерных наносистем в зависимости от технологического генезиса (молекулярные, газофазные, твердотельные и коллоидные кластеры). Фундаментальные основы кластерообразования и материаловедения кластерных систем.

Полупроводниковые кластеры с оболочечной структурой. Матрично-изолированные кластерные наносистемы. Кластерные кристаллы. Клатраты. Электропроводящие и оптические свойства. Нанолазеры и светодиоды с регулируемой длиной волны.

Изменение магнитных свойств при переходе от коллективного магнетизма твердого вещества к оболочечному строению кластера. Магнитные фазовые переходы в кластере, суперпарамагнетизм. Межкластерные магнитные взаимодействия и взаимодействия с матрицей. Магнитные свойства наносистем. Гигантское магнетосопротивление. Суперферромагнетизм. Наносистемы для магнитной записи информации. Фотохимические реакции с участием кластерных наносистем. Функциональная поверхность кластеров. Биомаркеры.

Тема 3. Полупроводниковые искусственные наносистемы с пониженной размерностью.

Гетероструктурная концепция материалов оптоэлектроники. Свойства многокомпонентных твердых растворов. Полупроводниковые искусственные носители с пониженной размерностью.

Структуры с квантовыми ямами, многократными квантовыми ямами, композиционные, легированные и комбинированные сверхрешетки, квантовые провода, квантовые точки. Наносистемы на базе квантоворазмерных элементов. Эволюция материаловедческих задач. Контроль эпитаксиального роста. Самосборка и самоорганизация квантовых точек в полях упругой деформации.

Наноразмерный катализ. Наноприборы оптоэлектроники. Наноэлектроника на гетероструктурных нанопроводах.

Тема 4. Фрактальные модели и элементы теории перколяции в материаловедении наночастиц и наносистем.

Природа образования и свойства фрактальных кластеров и перколяционных нанокомпозиционных кластеров.

Основные представления теории фракталов. Геометрические, алгебраические и стохастические фракталы. Фрактальная размерность. Анализ свойств математических фракталов на примерах кривых Кох, множества Кантора, фигур Серпинского. Физические фракталы. Природа и физико-химические особенности образования фрактальных кластеров.

Фрактальные нанообъекты, получаемые в различных нанотехнологических процессах.

Компьютерное моделирование процессов образования фрактальных агрегатов. Модели диффузионно-ограниченной агрегации. Модели кластерно-кластерной агрегации. Фрактальные модели и элементы теории перколяции в материаловедении наночастиц и наносистем.

Особенности фрактальных нанообъектов, получаемых в золь-гель технологиях, в плазмохимических, реактивно ионно-плазменных и других процессах. Образование перколяционных фрактальных кластеров в нанокомпозитах.

Основные элементы теории перколяции. Понятие о пороге протекания и бесконечном связывающем кластере. Решеточные и континуальные задачи. Задача узлов. Задача связей.

Вспомогательные геометрии. Покрывающие, включающие и дуальные решетки. Ориентированное протекание. Зависимости порога протекания задачи связей и задачи узлов от симметрии решетки и размерности пространства. Инварианты теории перколяции. Уровень протекания.

Универсальные критические индексы. Фрактальная размерность перколяционного кластера вблизи порога протекания. Перколяционные сети и эволюция фрактальных кластеров.

Образование перколяционного кластера как геометрический фазовый переход. Возникновение аномальных свойств нанокомпозитов в области порога протекания.

Моделирование перколяционных наносистем методом Монте-Карло. Метод обратных функций. Алгоритм Хушена - Копельмана – Кертежа для идентификации кластеров в заданной перколяционной конфигурации. Экспериментальные результаты по анализу свойств в наносистемах из наночастиц различного типа «металл-диэлектрик», «магнит – немагнит», «проводник

- сверхпроводник».

Тема 5. Свойства изолированных наночастиц и нанокристаллических материалов.

Принципиальное отличие нанокристаллических систем от поликристаллов. Роль размерных эффектов в индивидуальных наночастицах, вклад границ раздела и связь размеров наночастиц с физическими характеристическими параметрами, имеющими размерность длины.

Свойства изолированных кристаллических наночастиц и нанокристаллических материалов. Изменение температуры плавления, каталитической активности, периода кристаллической решетки, фононного спектра и теплоемкости, магнитных и оптических свойств от размеров, структурные и фазовые превращения.

Материаловедческие задачи формирования наносистем с монодисперсным распределением наночастиц по размерам. Принципы синтеза в нанореакторах. Синтез в обращенных мицеллах, жидких кристаллах, на функционализированных слоях, включая пленки Ленгмюра-Блоджетт.

Развитие нанореакторного материаловедения для получения наносистем с заданной размерностью. Нанореакторы: нанотрубки, мезопористые матрицы, слоистые двойные гидрооксиды и глины, цеолиты, опалы, разновидности темплатного порогенного синтеза. Примеры формирования нанореактора на основе высокоорганизованного мезопористого оксида кремния (МСММодели структуры наносистем на основе кристаллических наночастиц (газоподобная модель и модель неравновесных границ раздела). Аномалии механических, тепловых, электрических и магнитных свойств нанокристаллических систем. Перспективы применения в микро- и наносистемной технике.

Тема 6. Материаловедение фуллеренов и фуллереноподобных материалов.

История открытия фуллеренов как новой молекулярной формы организации атомов углерода.

Строение фуллеренов. Правило изолированных пентагонов. Теоретический вывод устойчивости форм фуллеренов. Основные физические и химические свойства фуллеренов. Полимерные структуры на основе фуллеренов. Наносистемы на основе интеркалированных фуллеритов.

Эффект сверхпроводимости. Экзо- и эндоэдральные производные фуллеренов. Наносистемы сверхплотной записи информации на эндоэдральных производных. Наносистемы на экзопроизводных фуллеренах для эмиссионной наноэлектроники. Луковичные наноструктуры на основе фуллеренов. Диаграмма Шлегеля. Металлокарбоэдрены (М8С12). Материаловедение фуллеренов и фуллереноподобных материалов.

Фуллерены и фуллереноподобные материалы как компоненты композиционных наносистем для мягкой нанолитографии, наночернил, темплатного синтеза пористых материалов фотохимии и нанофотоники.

Тема 7. Нанотрубки и тубулярные наносистемы.

Углеродные нанотрубки (УНТ). Классификация углеродных нанотрубок по количеству слоев, хиральности и электрическим свойствам.

Сверхупругие свойства однослойных УНТ. Применение в конструкционных композитных наносистемах и сканирующей зондовой микроскопии. Эмиссионные приборы на основе УНТ. Углеродная наноэлектроника. Диоды Шоттки, одноэлектронные транзисторы, логические схемы на основе ветвящихся УНТ. Гибридные и эндоэдральные наносистемы на основе УНТ. Легированные УНТ, кремниевые, нитридгаллиевые, борнитридные и карбонитридные тубулярные наноструктуры. Нанотрубки и тубулярные наносистемы.

Материаловедческие особенности получения микро- и нанотрубок в композиционных наноструктурах с использованием сил упругой деформации (метод Принца). Гетероструктурные сверхрешетки и мембраны, микро- и нанокапилляры, сформированные по методу Принца.

Тема 8. Свойства неупорядоченных микро- и наносистем.

Классические представления об аморфных материалах. Пиннинг уровня Ферми. Долговременные релаксационные процессы. Фотопамять. Переходы «металл-диэлектрик». Явление переноса в условиях прыжковой проводимости. Физические модели, объясняющие особенности электронных и оптических свойств неупорядоченных микро- и наносистем. Щель подвижности.

Модели с положительной и отрицательной корреляционной энергией.

Модели на основе атомных термов и модификации длин химических связей. Конфигурационная диаграмма. Модели переменной валентности. Модель двухэлектронных центров. Модели трехцентровых связей.

Материаловедческие концепции многоуровневой модификации свойств аморфных микро- и наносистем (ближнее окружение, среднее окружение, топология, перестройка системы дефектов). Структурные фазовые переходы. Свойства неупорядоченных микро- и наносистем.

Технические устройства со сверхплотной оптической записью информации на основе материалов со структурным фазовым переходом в нанообластях.

Тема 9. Материаловедение пористых микро- и наносистем.

Модельные представления об образовании и росте пор. Коалесценция пор. Фрактальные модели образования пор.

Природа фотолюминесценции в пористом кремнии. Эффект самоорганизации пористых микро- и наносистем в оксиде алюминия при электрохимическом травлении алюминия. Квазитемплатный синтез пористого кремния. Наносистемы с гигантским комбинационным рассеянием.

Щелевой кремний. Материаловедение фотонных кристаллов. Темплатный синтез с использованием полимерных материалов (блоксополимеров, дендримеров и других) и углеродных материалов в качестве порошков. Материаловедение пористых микро- и наноматериалов.

Тема 10. Полимерные и гибридные органо-неорганические материалы.

Полимеры. Полимерные цепи. Разветвленные полимеры. Блоксополимеры. Дендроны и дендримеры. Частично кристаллическое, стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее состояние полимеров. Изменения структуры растворов амфифильных молекул при увеличении их концентрации. Мицеллы. Липосомы. Перколяционная модель строения полимера. Персистентная длина. Переход клубок – глобула. Теория рептаций.

Полимеры для функционализации поверхностей. Примеры сборки наночастиц в организованные слои на функционализированных поверхностях. Циклы «адсорбция – нейтрализация»

для формирования высокоорганизованных (упорядоченных) монослоев.

Понятие архитектуры наносистемы. Полимерно-связанные, поверхностно-связанные, электростатически связанные архитектуры. Самоорганизация под действием ван-дерваальсовых сил. Материаловедческие особенности применения полимерных материалов для формирования микро- и наносистем методами наноимпринтинга. Методы наноштампа, штампа с выдавленным рельефом, нанопечати с рельефной кромкой.

Полимерные чернила. Методы сканирующей зондовой микроскопии для наномодификации полимеров.

Инкорпарирование нанокластеров в дендримерах. Перспективы для оптоэлектроники и фотоники.

Гибридные органо-неорганические нанокомпозиты. Конструкционные и сенсорные устройства на основе органо-неорганических нанокомпозитов. Мембраны. Суперконденсаторы.

Перспективы использования в микро- и наноустройствах водородной энергетики. Биоматериалы. Полимерные и гибридные органо-неорганические материалы.

Заключение. Перспективы развития материаловедения микро- и наносистем. Материаловедение интерфейсов макро-, мезо- и наносистем. Гибридные наносистемы органических, неорганических и биоматериалов. Использование в построении наносистем биологических архитектур. Развитие неорганических наносистем с использованием приемов ДНК-синтеза. Возникновение класса биомиметических материалов. Переход к субнаносистемам. Молекулярная электроника. Разработка материаловедческих основ молекулярного квантового компьютера.

–  –  –

Основной целью изучения дисциплины «Современные аспекты физической химии конденсированного состояния» является рассмотрение кристаллографических и кристаллофизических характеристики твердых фаз с позиций теории симметрии. Излагаются кристаллофизические методы описания симметрии и анизотропии свойств и явлений в кристаллических фазах.

Рассматриваются методы термодинамического и кинетического анализа процессов дефектообразования в беспримесных и легированных полупроводниках с учетом статистического взаимодействия точечных дефектов и электронов. Особое внимание уделяется установлению взаимосвязей между электрофизическими свойствами твердых фаз, их структурой, составом, а также типом и концентрацией дефектов. Лабораторно-практические работы посвящены изучению методов фазового анализа многокомпонентных гетерогенных систем и моделированию процессов дефектообразования в кристаллических фазах.

Subject summary

«MODERN ASPECTS CONDENSED STATE PHYSICAL CHEMISTRY»

The main purpose of the discipline "Modern aspects condensed state physical chemistry" is the crystallographic and crystallographic characteristics consideration of the solid phases according to the theory of symmetry, methods of describing the crystallographic symmetry and anisotropy of the properties and phenomena in the crystalline phases. Methods of the thermodynamic and kinetic analysis of the defect formation processes in undoped and doped semiconductors are considered. Particular attention is paid to the relationship between physical properties of structure and composition solid phases, defects type and concentration. Laboratory works are devoted to methods of multicomponent heterogeneous systems phase analysis and modeling of defect formation processes in the crystalline phases.

1. Цели и задачи дисциплины Изучение дисциплины направлено на формирование у обучающихся общих и частных подходов к технологическим аспектам получения кристаллических материалов с дефектами, прогнозированию свойств создаваемых материалов. Закладывает основы для выполнения междисциплинарных проектов и выпускной квалификационной работы.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Современные аспекты физической химии конденсированного состояния»

относится к вариативной части.

Дисциплина обеспечивает изучение последующих дисциплин:

«Наноматериалы»

«Неравновесные явления на гранце раздела фаз»

«Зондовые и пучковые нанотехнологии»

«Процессы микро и нанотехнологии»

Выполнение научно-исследовательской работы в семестре Выполнение междисциплинарного проекта магистерской подготовки «Разработка технологии и диагностики наноматериалов и приборов на их основе»

и обеспечивает подготовку выпускной квалификационной работы магистра.

3. Требования к уровню освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способностью использовать иностранный язык в профессиональной сфере (ОК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОПК-1);

способностью использовать результаты освоения дисциплин программы магистратуры (ОПКспособностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области. (ОПК-4);

готовностью оформлять, представлять, докладывать и аргументированно защищать результаты выполненной работы (ОПК-5);

готовностью формулировать цели и задачи научных исследований в области нанотехнологии и микросистемной техники, обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-1);

В результате освоения дисциплины студенты должны:

Знать:

Основные физико-химические принципы формирования материалов нано- и микросистемной техники. Методы управления типом и концентрацией дефектов в одноэлементных полу-проводниках и кристаллических фазах переменного состава

Уметь:

Пользоваться методами физической химии для обоснованного выбора материалов с заданными свойствами.

Использовать методы тензорного анализа для проведения расчетов физических свойств кристалла в заданном направлении в зависимости от величины и направления внешнего физического поля.

Владеть:

Моделированием термодинамических и кинетических условий синтеза или термической обработки материалов для получения заданных электрофизических свойств.

Методами анализа структуры, свойств и особенностей кристаллических и некристаллических фаз с помощью дифракционных методов фазового и структурного анализа

4. Содержание рабочей программы Введение.

Структура и краткое содержание дисциплины, задачи отдельных разделов курса, связь с другими дисциплинами учебного курса. Физическая химия твердого тела как теоретическая база для развития современных технологических методов управления составом и свойствами полупроводниковых материалов и структур твердотельной электроники.

Тема 1. Кристаллографическая характеристика материалов микро- и наноэлектроники.

Точечная симметрия твердых тел. Элементы симметрии, описывающие внешнюю форму и физические свойства кристаллов. Метод стереографических проекций. Сингонии и их характеристика. 32 вида симметрии кристаллов и схема их вывода. Стандартные правила установки кристаллографических кристаллофизических осей координат. Индицирование граней и направлений в кристаллах. Сетка Вульфа и ее применение. Матричное представление элементов симметрии. Икосаэдрические точечные группы симметрии.

Пространственная симметрия кристаллических структур. Трансляционные элементы симметрии. Решетки Браве. Индицирование плоскостей в кристаллах. Понятие кратности и базиса ячейки. Координационное число. Обратная решетка и ее свойства. Принцип плотнейшей упаковки шаров. Тетраэдрические и октаэдрические междоузлия. Понятие структурного типа.

Основные типы структур металлов, диэлектриков и полупроводников. Фуллерены, фуллериты, углеродные нанотрубки, их симметрия и свойства.

Тема 2. Кристаллофизический метод описания симметрии и анизотропии свойств и явлений в кристаллах Связь между симметриями кристалла, физическими свойствами и явлениями.

Принципы Неймана и Кюри. Предельные группы симметрии Кюри. Прогнозирование возможных физических свойств и явлений в кристаллах с использованием принципа Кюри. Тензорное описание физических свойств кристаллов. Физический смысл и методы определения компонентов материальных и полевых тензоров различных рангов. Влияние симметрии кристаллов на вид материальных тензоров. Геометрическая интерпретация тензоров второго ранга. Законы преобразования компонент тензоров при переходе от одной системы координат к другой.

Количественное описание физических явлений (эффектов) в кристаллах с учетом анизотропии свойств кристаллов и симметрии внешних полей. Пироэлектричество. Электрокалорический эффект. Поляризация в электрическом поле, пъезоэлектрический эффект. Теплопроводность, тепловое расширение кристаллов. Симметрия оптических свойств и явлений. Напряжение и деформации в кристаллах.

Тема 3. Методы фазового анализа многокомпонентных систем Методы структурного и фазового анализов, основанные на дифракции рентгеновских лучей, электронов и нейтронов в кристаллах.

Уравнение дифракции Вульфа-Брэгга. Методы получения дифракционной картины и регистрации ее.

Факторы, влияющие на интенсивность дифракционных линий. Структурная амплитуда и методы ее расчета. Законы погасания рефлексов для различных типов кристаллических структур. Методы индицирования рентгенограмм кристаллических структур. Методы прецизионного определения периода решетки. Факторы, влияющие на форму и ширину дифракционных линий.

Размерный эффект. Использование рентгенографических методов для анализа фазовых равновесий в системах, соответствующих различным типам диаграмм состояния.

Тема 4. Элементы энергетической кристаллохимии Молекулярные и координационные решетки.

Химическая связь в структурах типа алмаз и сфалерит. Электроотрицательность и вес ионного состояния связи. Эффективные заряды атомов в кристаллической решетке соединений и методы их оценки. Системы кристаллохимических радиусов.



Pages:   || 2 | 3 |



Похожие работы:

«Крылов А.А. Концептуальные основы национально-религиозного направления в израильском поселенческом движении на оккупированных арабских территориях / А.А. Крылов // Ежегодник ИМИ — 2012. — Москва: МГИМО-Университет, 2012. С. 244-263. А.А. Крылов КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ НАЦИОНАЛЬНО-РЕЛИГИОЗНОГО...»

«Дмитриев Олег Анатольевич, Ильющенков Дмитрий Алексеевич, Фетисов Владимир Станиславович КИСТЕВОЙ ДИНАМОМЕТР И ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНА Адрес статьи: www.gramota.net/materials/1/2010/3-1/3.html Статья опубликована в авторской редакции и отражает точку зрения автора(ов) по рассматриваемому...»

«Рабочая программа дисциплины Риторика Направление подготовки 38.03.04 Государственное и муниципальное управление Уровень высшего образования Бакалавриат (программа академического бакалавриата) Форма обучения очная, заочная Краснодар 1 Цель и задачи освоения дисциплины Целью освоения дисциплины "Риторика" является фо...»

«СИНЕМА ПРЕСТИЖ представляет комедия МУЖЧИНЫ НА ГРАНИ ("Una pistola en cada mano") Испания, 2012, 91 мин. Gaud Awards – премии "Лучший фильм", "Лучший сценарий", "Лучший актер второго плана", "Лучшая актриса второго плана", номинации "Лучший режиссер", "Лучший художник по костюмам". Goya Awards – "Лучшая актриса второго план...»

«УПРАВЛЕНИЕ ЗАНЯТОСТИ НАСЕЛЕНИЯ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИКАЗ / /. 0 3. с ±о-/ь г. Благовещенск О внесении изменения в приказ УЗН Амурской области от 19.11.2015 № 183 В целях реализации Программы повышения мобильности трудовых ресурсов Амурской области на 2015-2017 годы, утвержденной постан...»

«По вопросам продаж и поддержки обращайтесь: Астана +7(7172)727-132; Волгоград (844)278-03-48; Воронеж (473)204-51-73; Екатеринбург (343)384-55-89; Казань (843)206-01-48; Краснодар (861)203-40-90; Красноярск (391)204-63-61; Москва (495)268-04-70; Нижний...»

«Участие Республики Корея в проектах международных организаций в образовании Кривощеков П.П. The participation of the Republic of Korea in the projects of international organizations in education Krivoshchekov P. В статье проанализирована деятельность международных организаций, направленная на решение вопрос...»

«РОЗДІЛ 4 ПИСЬМЕННИК ТА КОМПОЗИТОР: АСОНАНСИ ТВОРЧИХ ПОШУКІВ Раздел 4. Писатель и композитор: ассонансы творческих поисков Part 4. Writer and composer: assonances in creative search УДК [78.071.1 : 782.1] : 82-3 (470) Галина Григорьева М. БУЛГАКОВ Н. СИДЕЛЬНИКОВ: "БЕГ" КАК РУССКАЯ ЛИТЕРАТУРНАЯ ОПЕРА "Бег" Н. Сидельникова рас...»

«Иннокентий Федорович Анненский Античная трагедия http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=2826225 Аннотация "Жаркий август, и час дня. По пыльным улицам и скучным бульварам, среди безобразных вывесок и реклам торгово...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УТВЕРЖДАЮ Заместитель министра, Главный государственный санитарный врач В.И. Качан 24 ноября 2009 г. Регистрационный № 056-1009 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЛАКОКРАСОЧНЫ...»

«Артем Владимирович Драбкин Я взял Берлин и освободил Европу Серия "Победа будет за нами!" Текст предоставлен издательством http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=12728661 Артём Драбкин Я взял Берлин и освободил Европу: Яуза-пресс; Москва; 2015 ISBN 978-5-9955-0769-7 Аннотация Победная весна 1945 года. Красная Армия рвется к Берлину –...»

«Абрахам Грэйс Меррит Лесные женщины http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=136041 А.Меррит "Лесные женщины"/авт. сборник: Издательства: Сигма-пресс, Амбер ЛТД; Москва; 1995 ISBN 5-88358-049-1 Аннотация "Маккей сидел на балконе маленькой гостиницы, которая, как коричневый гн...»

«РЕГИОНАЛЬНЫЙ КАЛЕЙДОСКОП (25 февраля – 29 февраля, 2008 г.) Макрорегион "Дальний Восток"МТС ОТКРЫВАЕТ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫЙ ТАРИФ "КОМАНДА" В ЧУКОТСКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ Компании Чукотского автономного округа с 25 февраля получили возможность подключиться на корпорат...»

«Электронный научно-образовательный журнал ВГПУ "Грани познания". №2 (12). Июнь 2011 www.grani.vspu.ru Т.В. СКВорцоВа (Волгоград) гуманиСТиЧеСКий аСпеКТ СоциаЛьной СправедЛивоСТи Р...»

«Михаил Иосифович Веллер Испытатели счастья http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=120139 Содержание Конец ознакомительного фрагмента. 18 Михаил Веллер Испытатели счастья – Шайка идиотов, – кратко оха...»

«Руководство пользователя ЖК-дисплей для электровелосипеда KT-LCD3 ЖК-дисплей для электровелосипеда KT-LCD3. Руководство пользователя Содержание Введение 4 Внешний вид и размеры 4 Размеры прибора 4 Размеры блока управ...»

«Н. В. Мурыжникоеа освоить основные принципы действия различной звуковой аппаратуры, например, микшерного пульта, что намного облегчает его практическое примене­ ние в концертной деятельности и в студии;создавать собственные произведения и качественно обрабатывать уже готовые, а также "склеивать" без особого тру...»

«2 Евгений Лиховский ПРОСТИ, ПРОЩАЙ, ЖАР-ПТИЦА! (Репортерские байки) СОДЕРЖАНИЕ: Командировочное задание На миг замри, жар-птица Быль из околотеатральной жизни Конь Буланый Репортаж из зала суда Дело пасынка Жар-птицы По личной инициативе Поход в "Зеленку" Выезд по звонку...»

«OCR: Библиотека святоотеческой литературы http://orthlib.ru КанHнъ молeбный ко прес™ёй бцdэ, поeмый во всsкой ск0рби душeвнэй, и3 њбстоsніи. Творeніе fеостирjкта монaха.Бlгослови1вшу сщ7eннику, начинaемъ pал0мъ: ГDи, ўслhши мlтву мою2: Слaва, и3 нhнэ, ґллилyіа. БGъ гDь, и3 kви1сz нaмъ: С...»

«Владимир Владимирович Сядро Оксана Юрьевна Очкурова Татьяна Васильевна Иовлева 100 знаменитых загадок природы Серия "100 знаменитых" http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4912650 100 знаменитых загадок природы:...»

«ВЕКТОРНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ИСКАЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ В ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ ВЕЙНГЕР А. М., МЕДВЕДЕВ В. Н. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ Для оценки искажения напряжений и токов в настоящее время используется коэффициент гармонического искажения (THD) – Total Harmonic Distortion). Показ...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.