1.3.06 Дисциплина Б3.В.06 Квантовая и оптическая электроника
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)
1. Цели и задачи дисциплины.
Цель дисциплины – формирование у студентов таких компетенций, которые были бы достаточны для дальнейшей их самостоятельной работы в области квантовой и оптической электроники, для самостоятельного анализа процессов в существующих приборах квантовой и оптической электроники и для прогнозирования этих процессов при создании новых типов приборов. В данной дисциплине основное внимание сосредоточено на изучении фундаментальных физических принципов, лежащих в основе современных приборов квантовой электроники, на изложении классических и современных достижений теории лазеров. Анализируются научные и технические достижения, реализованные в различных типах лазеров.
Задачи изучения курса: научить студентов использовать полученные знания при расчете основных характеристик приборов, конструировании их модификаций и использовании приборов в разных областях науки и техники, напомнить о важной роли российских ученых в становлении и развитии квантовой и оптоэлектроники, научить студентов детальному анализу сложных физико-технических систем, начиная от основных физических принципов, лежащих в основе их работы, а также показать студентам, как можно успешно применить на практике результаты изученных ими ранее фундаментальных теоретических дисциплин, доказать им ценность и необходимость глубоких знаний этих дисциплин, сформировать понимание единства и неразрывности фундаментальных естественных наук и современных технических и технологических достижений.
2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана
Для студентов профиля «Физика и техника полупроводников» направления подготовки бакалавров 223200 «Техническая физика» дисциплина Б3.В.06 «Квантовая и оптическая электроника» входит в вариативную часть профессионального цикла ООП. Дисциплина читается в 8-м семестре и опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Математика», «Физика», «Теоретическая физика», «Физика твердого тела и полупроводников», «теория оптико-электронных приборов». Знания, полученные студентами при изучении настоящего курса, используются в дальнейшем при прохождении семинаров и лабораторий по НИР, выполнении выпускных работ.
3. Основные дидактические единицы (разделы)
| № | Разделы дисциплины по РПД | Объем занятий, час | ||
| Л | ПЗ | СР | ||
| 1 | Введение в оптическую квантовую электронику | 2 | 0 | 0 |
| 2 | Взаимодействие излучения с веществом | 7 | 2 | 4 |
| 3 | Оптические резонаторы | 6 | 2 | 4 |
| Режимы работы лазеров | 6 | 2 | 4 | |
| 4 | Управление параметрами лазерного излучения | 6 | 2 | 4 |
| 5 | Инжекционные лазеры на гомо- и гетеропереходах | 6 | 2 | 4 |
| 6 | Лазеры с распределенной обратной связью | 6 | 3 | 6 |
| Общая трудоемкость 78 час | 39 | 13 | 26 | |
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- физические основы оптической квантовой электроники;
- принципы конструирования различных классов полупроводниковых гомо- и гетеролазеров и систем на их основе;
- особенности практического использования лазерного излучения в различных областях науки и техники;
уметь:
- применять на практике лазеры и светодиоды как самостоятельные приборы и как элементы различных систем.
- критически оценивать достоинства, недостатки и области возможного применения новых научных и технических разработок, реализованных в различных полупроводниковых лазеров;
- выполнять критический анализ результатов исследований в области квантовой электроники;
- оценивать практическую реализуемость лазера с предъявляемыми техническими параметрами;
- использовать основные принципы математического моделирования лазеров, необходимые для создания новых типов этих приборов;
иметь навыки:
- анализа и оптимизации большого комплекса факторов, влияющих на работу современных приборов квантовой электроники;
- устных сообщений о результатах проведенного анализа и участия в научной дискуссии;
иметь представление
- об основных физических принципах работы лазеров, о комплексном подходе к изучению сложных систем.
4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля
| Виды занятий и формы контроля | Объем по семестрам |
| 8-й семестр | |
| Лекции, ч/нед | 2 |
| Практические занятия, ч/нед | 1 |
| Самостоятельные занятия, ч/нед | 2 |
| Экзамены, шт/сем | 1 |
Общая трудоемкость дисциплины составляет 78 часов.
1.3.07 Дисциплина Б3.В.07 Микро-и оптоэлектроника
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)
I. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является формирование у студента профессиональных компетенций в области микро- и оптоэлектроники, способствующих социальной мобильности, конкурентоспособности и устойчивости на отечественном и мировом рынке труда и основанных на усвоении современных представлений о физических основах процессов и методов, используемых в нанотехнологии и о свойствах и типах наноразмерных обектов микро- и оптоэлектроники.
2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана
Для студентов профиля «Физика и техника полупроводников» направления подготовки бакалавров 223200 «Техническая физика» дисциплина Б3.В.07 «Микро- и оптоэлектроника» входит в вариативную часть профессионального цикла ООП
Дисциплина читается в 8-м семестре и опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Электронные приборы», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Физика твердого тела и полупроводников». Результаты изучения дисциплины необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы и подготовки выпускной работы бакалавра технической физики, а также 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 РПД | Объем занятий, час | ||
| Л | ПЗ | СР | ||
| 1 | Введение. Типы ИС. | 1 | 1 | 1 |
| 2 | Физико-технологические основы микроэлектроники | 6 | 3 | 6 |
| 3 | Базовые операции микро- и оптоэлектроники, тенденции и перспективы их совершенствования | 8 | 2 | 3 |
| 4 | Технологические возможности масштабирования МОП-структур. | 4 | 2 | 4 |
| 5 | Тонкопленочные технологии | 3 | 2 | 4 |
| 6 | Развитие технологии межэлементных соединений и упаковки ИС | 2 | 0 | 0 |
| 7 | Биполярные и МОП структуры с субмикронными размерами | 3 | 2 | 4 |
| 8 | Интегральные схемы на А3Б5 | 6 | 0 | 2 |
| 9 | Функциональная микроэлектроника | 4 | 1 | 2 |
| 10 | Органическая микроэлектроника | 2 | 0 | 0 |
| Общая трудоемкость 78 час | 39 | 13 | 26 | |
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- перспективы и направления развития микроэлектроники, технологические и физические ограничения степени интеграции микросхем.