- основы физики плазмы и газового разряда;
уметь:
- использовать полученные знания в своей учебной и профессиональной деятельности;
владеть:
- навыками решения типичных задач физической электроники аналитическими и численными методами с использованием современного программного обеспечения;
иметь представление
- о роли изучаемых процессов в современной науке, технике и технологии;
- об истории их исследования и выдающихся ученых;
- о возможных применениях в различных областях науки и о прогнозировании научно-технического прогресса.
4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля
| Виды занятий и формы контроля | Объем по семестрам |
| Лекции, ч/нед | 3 |
| Практические занятия, ч.нед | 1 |
| Самостоятельные занятия, ч/нед | 4 |
| Экзамены, шт/сем | 1 |
Общая трудоемкость дисциплины составляет 136 часов.
1.3.02 Дисциплина Б3.В.02 Физика твердого тела и полупроводников
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 10 зач. ед. (297 часов)
1 Цели и задачи изучения дисциплины
Целью дисциплины является обеспечение фундаментальных знаний и навыков в области физики твёрдого тела и физики полупроводников.
2. Место дисциплины в рабочем учебном плане
Дисциплина Б3.В.02 «Физика твердого тела и полупроводников» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в двух семестрах. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика» и параллельно читаемые курсы «Квантовая механика», «Методы математической физики». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующих специальных дисциплин Б3.В.05 «Диагностика поверхности материалов электроники», Б3.В.06 «Квантовая электроника» и Б3.В.07 «Специальные вопросы микро- и нанотехнологии», а также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.
| № | Разделы дисциплины по РПД | Объем занятий, час | ||
| Л | ПЗ | СР | ||
| 1 | Структура и симметрия идеальных и реальных кристаллов | 10 | 5 | 5 |
| 2 | Основные типы дефектов кристаллической структуры | 10 | 5 | 5 |
| 3 | Дифракция в кристаллах и обратная решетка | 6 | 4 | 6 |
| 4 | Упругие колебания в кристаллах, оптические и акустические фононы | 6 | 2 | 4 |
| 5 | Тепловые свойства кристаллов | 6 | 3 | 2 |
| 6 | Модель свободных электронов | 6 | 3 | 2 |
| 7 | Основы зонной теории, классификация твердых тел | 8 | 4 | 2 |
| 8 | Статистика электронов | 6 | 4 | 4 |
| 9 | Диэлектрические и магнитные свойства, ферромагнетизм; сегнетоэлектрики. | 6 | 2 | 3 |
| 10 | Оптические свойства; | 6 | 3 | 3 |
| 11 | Сверхпроводимость | 6 | 3 | 3 |
| 12 | Собственная и примесная проводимость полупроводников; основные полупроводниковые материалы | 4 | 2 | 2 |
| 13 | Некристаллические полупроводники | 6 | 3 | 2 |
| 14 | Диффузия и дрейф носителей | 6 | 3 | 3 |
| 15 | Генерация и рекомбинация | 6 | 3 | 5 |
| 16 | Контактные явления | 6 | 3 | 7 |
| 17 | Электронно-дырочный переход; гетеропереходы | 6 | 3 | 6 |
| 18 | Поверхностные электронные состояния; эффект поля | 6 | 3 | 7 |
| 19 | Фотоэлектрические и акустоэлектронные явления | 6 | 3 | 5 |
| 20 | Оптика полупроводников | 6 | 3 | 5 |
| 21 | Сильно легированные полупроводники | 6 | 3 | 3 |
| 22 | Квантово-размерные структуры | 6 | 3 | 3 |
| Общая трудоемкость 297 час. | 140 | 70 | 87 | |
В результате изучения дисциплины студенты должны:
Знать:
- основы физики твёрдого тела и физики полупроводников;
- физическую сущности процессов, протекающих в проводящих, полупроводниковых, диэлектрических, магнитных материалах и в структурах, созданных на основе этих материалов, в том числе и при воздействии внешних полей и изменении температуры.
Уметь:
- выполнять количественные оценки величины эффектов и характеристических параметров с учётом особенностей кристаллической структуры, электронного и фононного спектров, типа и концентрации легирующих примесей;
- самостоятельно осваивать и грамотно использовать результатов новых экспериментальных и теоретических исследований в области физики твёрдого тела и полупроводников;
- самостоятельно выбирать методы и объекты исследований
Владеть:
- Навыками использования методов количественной оценки основных твердотельных характеристик.
Иметь представление:
- о современных тенденциях в развитии физики твёрдого тела и полупроводников, приборов и устройств на их основе.
4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля
| Виды занятий и формы контроля | Объем по семестрам | |
| 5-й сем. | 6-й сем. | |
| Лекции (Л), час/нед. | 4 | 4 |
| Практические занятия (ПЗ), час/нед. | 2 | 2 |
| Самостоятельная работа (СР), час.нед. | 2 | 3 |
| Курсовые работы, шт. | - | 1 |
| Экзамены, (Э), шт. | 1 | 1 |
| Общая трудоемкость дисциплины составляет по РПД 297 часов. | ||
1.3.03 Дисциплина Б3.В.03 Ядерно-физические методы в физике твердого тела.
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 13 зач. ед. (360 часов)
1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является формирование у студента профессиональных компетенций в области применения ядерно-физических методов в физике твердого тела, основанных на усвоении современных представлений о физике процессов взаимодействия рентгеновского, нейтронного и синхротронного излучений с твердыми телами и наноразмерными структурами.
2. Место дисциплины в рабочем учебном плане
Дисциплина Б3.В.03 «Ядерно-физические методы в физике твердого тела» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в двух семестрах (в пятом изучаются разделы электронной оптики, а в седьмом – эмиссионная и газоразрядная электроника). Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика», «Электроника и микроэлектроника», «Электронные приборы» и «Физика твердого тела и полупроводников». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующих специальных дисциплин Б3.В.05 «Диагностика поверхности материалов электроники» и Б3.В.07 «Специальные вопросы микро- и нанотехнологии», а также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.
3. Основные дидактические единицы (разделы)
| Разделы дисциплины по ППД | Объем занятий, ч. | ||
| Л | ЛЗ | С | |
| Свойства нейтрона. Реакторы. Области использования нейтронов | 4 | 1 | 4 |
| Способы получения нейтронов. Реакторы непрерывного действия. Импульсные реакторы | 8 | 3 | 6 |
| Источники нейтронов на базе ускорителей | 2 | 1 | 2 |
| Регистрация нейтронов, нейтронные детекторы | 4 | 2 | 4 |
| Кристаллические и времяпролетные спектрометры и дифрактометры | 8 | 2 | 7 |
| Сравнение способов получения нейтронов. Спектральное распределение потока. Поток нейтронов | 2 | 0 | 2 |
| Взаимодействие медленных нейтронов с веществом. Дифференциальное сечение рассеяния. Длина рассеяния нейтронов. Когерентное и некогерентное рассеяния. Магнитное рассеяние нейтронов | 8 | 2 | 10 |
| Синхротронное излучение, методы получения, спектр на выходе устройств различного типа, взаимодействие с веществом, атомный фактор рассеяния. Неупругое рассеяние СИ | 2 | 0 | 2 |
| Кристаллические структуры. Основные понятия о кристаллических структурах. Дифракция частиц. Интенсивности Брэгговских рефлексов. Радиальная функция распределения | 2 | 0 | 2 |
| Тепловой фактор, ангармонизм, анизотропия тепловых колебаний, функция плотности вероятности | 2 | 2 | 2 |
| Неупругое рассеяние нейтронов. Фононы в кристаллах. Условия неупругого рассеяния | 2 | 2 | 4 |
| Магнитное рассеяние на свободном атоме. Магнитное рассеяние неполяризованных нейтронов кристаллами. Магнитные возбуждения | 8 | 3 | 8 |
| Поляризованные нейтроны, метод нейтронного спинового эха | 2 | 0 | 1 |
| Надатомные структуры. Малоугловое рассеяние | 54 | 18 | 36 |
| Поверхности и тонкие пленки. Особенности отражения нейтронных волн. Нейтронная рефлектометрия | 15 | 18 | 25 |
| Мюоны. Мюонный метод. Постановка мюонного эксперимента. Положительные мюоны в нормальных металлах | 16 | 18 | 25 |
| Исследования магнетиков | 5 | 0 | 4 |
| Общая трудоемкость 360 час | 144 | 72 | 144 |
В результате изучения дисциплины студенты должны: