Реферат: Аннотация дисциплины

Аннотация дисциплины


Философские проблемы технической физики


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 час).


Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний анализа основных мировоззренческих и методологических проблем, возникающих в науке на современном этапе ее развития, и получение представления о тенденциях исторического развития философских проблем науки и техники.

Задачей изучения дисциплины является:

1) раскрыть перед студентами основные философские проблемы естественных, гуманитарных и технических наук;

2) наметить соотношение науки и техники и их роль в современных социальных и этических проблемах

3) раскрыть методологические системные связи между естественными, гуманитарными и техническими науками;

4) раскрыть формы и методы научного познания и их эволюцию;


Основные дидактические единицы (разделы):

Тема 1 Методологическая многоуровневая интегральная программа структурирования гуманитарного, философского и научного знания.

Тема 2 Системная сеть философско-методологических принципов.

Тема 3 Философия и целостность естественнонаучного знания. Фундаментальная онтология. Трансцендентное и трансцендентальное знание. Логика продуктивного воображения И. Канта. Тотальная системность в философии Г. Гегеля и Вл. Соловьева.

Тема 4 Философия и целостность социально-гуманитарного знания. Фундаментальная социоонтология и научные представления о природе человека. Системно-технологические проекты будущего человечества в творчестве зарубежных и отечественных мыслителей.

Тема 5 Философия и целостность технического знания. Фундаментальная техноонтология. Философские представления о естественном и искусственном. Проблема интеграции фундаментального и технологического знания.

Тема 6 Фундаментальная онтогносеология как основа формирования классических, неклассических и постнеклассических представлений в современной культуре, философии и науке. Формы и методы научного познания и их эволюция.

Тема 7 Философская и научная стратегия будущего. Концептуальная философия и наука. Философские и научные модели будущего в трудах западноевропейских и отечественных мыслителей.


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

Знать: основные особенности научного метода познания, тенденции исторического развития философских проблем науки и техники, методологические теории и принципы современной технической физики, стратегию научного поиска

Уметь: осуществлять методологическое обоснование научного исследования, анализировать основные мировоззренческие и методологические проблемы, возникающие в науке на современном этапе ее развития.

Владеть: методологией научного исследования и научного поиска


Виды учебной работы: лекции, семинары


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.


^ Аннотация дисциплины


Математическое моделирование в технической физике


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единицы (72 часа).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является углубление математической
подготовки студентов применительно к задачам численного моделирования
контрольно-измерительных и управляющих технических систем

Задачей изучения дисциплины является: изучить основы методов
математического моделирования, численные методы компьютерного
моделирования систем, основные алгоритмы, используемые при
моделировании контрольно-измерительных и управляющих технических
систем


Основные дидактические единицы (разделы):

1. Математические основы (элементы теории функций и функционального анализа; экстремальные задачи; теория вероятностей и математическая статистика).

2. Компьютерные технологии (численные методы; вычислительный
эксперимент; алгоритмические языки).

3. Методы математического моделирования (основные принципы
математического моделирования; методы исследования математических
моделей; математические модели в различных областях физики и техники;
задачи редукции к идеальному прибору; модели динамических систем).


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: математические методы и компьютерные технологии
моделирования технических задач физики

уметь: построить адекватную модель изучаемого процесса, разработать
алгоритм, написать и отладить программу, моделирующую изучаемый
процесс

владеть: математическими методами и численными алгоритмами
моделирования технических процессов, современными языками
программирования и пакетами прикладных программ, применяемых в таких
задачах


Виды учебной работы: лекции, практические занятия, самостоятельная работа.


Изучение дисциплины заканчивается: тестированием, зачетом.


^ Аннотация дисциплины



Профессиональный английский язык


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 зачетных единиц (216 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование навыков чтения и понимания оригинальной литературы по специальности, развития коммуникативных компетенций для общения на английском языке в письменной и устной форме.

Задачами изучения дисциплины является развитие умений и навыков чтения и понимания научной литературы по следующим аспектам:

Обучение базовой грамматике английского языка с приобретением как активных, так и рецептивных навыков владения языком.

Обучение чтению, переводу, извлечению реферативной информации из научных статей, развитие умений обобщения и систематизации, стимулирующих навыки устных высказываний по научной теме.

Обучение методам извлечения нужной информации, оформление научной статьи на английском языке


Основные дидактические единицы (разделы):


Роль техники в современном обществе. Конструкционные материалы. Машины и механизмы. Взаимодействия и силы. Безопасность жизнедеятельности при проведении лабораторных работ. Системы координат и построение графиков. Коррозия и разрушение материалов. Математическое моделирование в технической физике. Лазерные технологии. Моя научная работа.


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

Знать: базовую грамматику, лексику, фонетику, текстологию и правописание для работы в научной и профессиональной среде;

Уметь: выстроить связное повествование о своем научном исследовании, задачах и методах; оформить научную статью для международного журнала или конференции; составить презентацию научного исследования на английском языке;

Владеть: базовыми навыками написания и чтения англоязычных текстов по специальности; навыками общения на английском языке на профессиональные темы.


Виды учебной работы: практические занятия.


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

^ Аннотация дисциплины


Физико-химические основы современных технологий


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часа).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование системы знаний о физико-химических явлениях, используемых для изготовления изделий машиностроения и электронной техники, усвоение основных понятий, сущности и содержания основных физико-химических закономерностей, используемых в современных технологиях и технологическом оборудовании, изучение физико-химических процессов, эффективных источников энергии и механизмов их влияния на материалы.


Задачами изучения дисциплины является:

1. рассмотрение термодинамических и кинетических подходов к описанию технологических процессов;

2. рассмотрение теории подобия и использование основных закономерностей для анализа технологических процессов;

3. описание современных технологических процессов и установление связи эмпирических соотношений с основными закономерностями физико-химических явлений;

4. обучение студентов элементам исследования физико-химических процессов современных технологий.


Основные дидактические единицы (разделы):

Предмет изучения, основные категории и понятия, цели и задачи; термодинамические и кинетические подходы к описанию технологических процессов; обобщенное уравнение переноса и его анализ; основы физического моделирования и критериальной оценки; физико-химические процессы и современные технологии; анализ и классификация современных технологий; высококонцентрированные источники энергии и их характеристики; структура и свойства материалов, обработанных высококонцентрированными источниками; оптимизация современных технологий на основе физико-химических процессов.


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать:

- основные понятия и термины курса, его роль в изучении и формировании технологических процессов;

- физико-химические закономерности и основные критериальные соотношения теории подобия, используемые при описании современных технологий;

- особенности обобщенного уравнения переноса и методы исследования технологических процессов;

- современные технологии, основанные на воздействии высококонцентрированных источников энергии на материал;

- физико-химические процессы, протекающие в веществе при воздействии высококонцентрированных источников энергии;

- методы управления технологиями с целью их оптимизации по энерго- и материало- потреблению.

уметь:

- давать комплексную характеристику современным технологиям на основе анализа протекающих физико-химических процессов;

- выявлять и показывать основные технологические параметры и особенности технологического процесса;

- устанавливать причинно-следственные связи и формулировать логические выводы на основе экспериментальных и статистических данных анализа технологического процесса;

владеть:

- общими и специальными подходами при описании технологических процессов на основе единых физико-химических закономерностей.


Виды учебной работы: лекции, практические занятия.


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

^ Аннотация дисциплины


Физико-химия поверхности и границ раздела


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания данной дисциплины является приобретение учащимися знаний об основных явлениях и процессах, происходящих на поверхности твердых тел, методах получения тонких пленок и многослойных структур полупроводниковых и магнитных материалах, новых физических методов исследования поверхности и границ раздела, приборов и устройств на основе этого нового класса материалов.

^ Задачи изучения дисциплины
Задачами изучения дисциплины является:

получение сведений о структуре и фундаментальных физических процессах на поверхности конденсированных сред и границах раздела;

ознакомление с современными технологиями полупроводниковых сверхрешеток, магнитных мультислойных и других структур;

приобретение практических навыков работы на современных технологических установках, использования физических методов исследования поверхности и границ раздела


Основные дидактические единицы (разделы):

Введение. Роль поверхности и границ раздела в современной технологии и физике. Краткий исторический обзор развития физики поверхности и тонких пленок. Взаимосвязь современной физики поверхности и границ раздела с другими областями физики, техники и технологии.
Полупроводниковые сверхрешетки и магнитные мультислои. Композиционные и легированные полупроводниковые сверхрешетки. Энергетическая структура и электронный спектр сверхрешетки; расщепление энергетических зон кристалла на минизоны потенциалом сверхрешетки. Магнитные мультислои, их структура и физические свойства. Гигантское магнитосопротивление в магнитных мультислоях. Физический механизм явления на основе спин-зависимого рассеяния электронов на границах раздела магнитных мультислоев. Технология тонких пленок и многослойных структур. Зародышеобразование и рост тонких пленок. Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ). Устройство и принцип работы простейшей установки МЛЭ. Рост из газовой фазы с использованием металлорганических соединений. Типы роста эпитаксиальных структур; послойный рост (механизм Франка - ван дер Мерве), образование слоя с островками (рост Странски - Крастанова), образование островков (рост Вольмера - Вебера), статистическое осаждение. Структура и морфология поверхности. Симметрия поверхности. Двумерные решетки Браве. Описание структур верхних слоев. Матричный способ обозначений структур верхних атомных слоев. Обозначения Вуда. Обратная двумерная решетка. Стержни обратной решетки. Обратная решетка и дифракция электронов. Построение Эвальда для двумерной дифракции. Физико-химические процессы на поверхности твердых тел. Поверхностные состояния и искривление энергетических зон. Контактный потенциал и работа выхода. Поверхностная динамика решетки. Поверхностная диффузия. Адсорбционные процессы. Хемосорбция. Поверхностная сегрегация. Методы исследования поверхности. Дифракция медленных электронов. Дифракция отраженных быстрых электронов (ДОБЭ). Применение ДОБЭ для исследования микроморфологии поверхности. Электронные процессы, лежащие в основе различных методов электронной спектроскопии. Фотоэффект и оже-процесс. Ионизационные и характеристические потери энергии электронов. Природа характеристических потерь энергии электронов. Плазменные колебания.

В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

Знать:

- физико-химические основы явлений на поверхности твердых тел и границ раздела;

- основные сведения о кристаллической структуре поверхностных слоев;

- основы современных технологий получения тонких пленок и многослойных структур полупроводниковых и магнитных материалов;

- основные данные о свойствах и техническом применении новых материалов на основе гетероструктур.

Уметь:

- применять полученные знания для интерпретации наблюдаемых экспериментально явлений, прогнозирования свойств полупроводниковых и магнитных наноструктур различного состава; для осуществления процессов получения гетероструктур различного технического назначения.

Владеть:

- методологией исследования поверхностей


Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.


^ Аннотация дисциплины


Физико-химические методы анализа


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование специальных зна­ний студентов по методам исследования атомно-молекулярного строения и физических свойств веществ и материалов, знакомство с современной приборной базой и приобретение первичных навыков по применению методов и интерпретации данных.

^ Задачами изучения дисциплины являются:
получить представление об основах различных методов исследования строения и свойств материалов;

ознакомится с аппаратурой и приборами, применяемыми для исследования материалов;

научиться интерпретировать данные физических измерений, при исследовании строения и свойств материалов.


Основные дидактические единицы (разделы):

Введение: Общая характеристика физико-химических методов, применяемых для изучения атомного строения, электронной структуры, состава и свойств объемных материалов и поверхности. Дифракционные и спектральные методы. Классификация физических методов по величине длины волны излучения.

^ Дифракционные методы. Феноменологические принципы рентгеновской, нейтронной и электронной дифракции. Физические основы дифракции: сходства и различия рентгеновской, нейтронной и электронной дифракции. Уравнение Вульфа-Бреггов. Обратная решетка кристаллов. Сфера Эвальда и условие возникновения дифракции. Рентгеновские лучи. Тормозное и характеристическое излучение. Источники рентгеновского излучения. Спектр рентгеновской трубки. Упругое и диффузное рассеяние: фон и полезный сигнал. Рассеяние на кристаллах бесконечных и конечных размеров. Определение размеров и формы кристаллитов по характеристикам дифракционных максимумов. Формула Шеррера. Связь атомной структуры с интенсивностью дифракционных максимумов. Структурный фактор. Рентгеноструктурный анализ: постановка задачи, этапы анализа. Техника регистрации дифракционных картин: фотометод, дифрактометрия. Метод Лауэ (полихроматический пучок). Метод Косселя (расходящийся пучок). Метод Вайсенберга(метод качания и вращения кристалла). Метод Дебая-Шеррера (метод порошка). Нейтронография и электронография
Электронно-оптические и спектроскопические методы. Физические основы электронной оптики. Принцип работы и устройство электростатических и магнитных линз. Просвечивающая электронная микроскопия. Оптическая схема и принцип действия электронного микроскопа. Аберрации электронной техники, глубина фокуса. Методы электронно-оптического исследования: косвенный, полупрямой, прямой. Микродифракция. Фазовый анализ. Теория дифракционного контраста. Анализ дефектов упаковки и дислокаций. Определение ориентировки кристаллов, разориентировки зерен и субзерен. Изучение дислокационной структуры. Растровая электронная микроскопия. Растровый электронный микроскоп. Применение РЭМ в материаловедении. Физические основы методов электронной спектроскопии. Количественный элементный анализ в оже- и фотоэлектронной спектроскопии. Химические сдвиги в электронной спектроскопии и исследование химического состава поверхности. Исследование распределения элементного состава по глубине тонких пленок и гетероструктур. Масс-спектрометрия. Методы ионизации атомов и молекул. Масс-спектрометрический метод физико-химического анализа. Физические основы метода. Принципиальные схемы масс-спектрометров. Времяпролетный масс-спектрометр. Квадрупольный масс-спектрометр. Применение масс-спектрометрии для идентификации и установления строения веществ. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ. Физические основы. Флуоресценция и рентгеновские спектры атомов. Правила отбора для рентгеновских переходов. Взаимное влияние элементов на интенсивность флуоресценции. Качественный и количественный рентгеноспектральный анализ. Рентгеновский спектрометр. Анализ тонких пленок. Спектроскопия атомов и молекул. Спектроскопия ультра-фиолетовой и видимой областей: физические основы, область применения. Молекулярная спектроскопия. Спектры поглощения и испускания. Люминисценция. Основные принципы колебательной спектроскопии. Техника и мето­дики ИК- и КР -спектроскопии. Применение колебательных спектров: идентификация, качественный и количественный анализ. Определение силовых постоянных связей. Атомно-эмиссионная оптическая спектроскопия: физические принципы и применение. Метод индукционно связанной плазмы.Атомно-адсорбционная спектроскопия. Физические принципы, аппаратурное оформление, область применения. Мессбауэровская спектроскопия (гамма-спектроскопия). Физические принципы мессбауэровской спектроскопии. Эффект Мессбауэра. Химический сдвиг. Мессбауэровские спектрометры. Применение гамма-спектроскопии для анализа состояния атомов железа в материалах. Радиоспектроскопия. Электронный парамагнитный резонанс. Физические принципы. Спин-орбитальное взаимодействие. Аппаратура и техника эксперимента. Применение ЭПР для анализа состояния поверхностей кристаллов. Ядерный магнитный резонанс. Физические принципы. Химический сдвиг. Сверхтонкая структура спектров. Аппаратура и техника эксперимента. Применение ЯМР для анализа состояния жидких и твердых тел.

В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

Знать: физико-химические основы методов исследования строения и свойств материалов; основные сведения о кристаллической структуре твердых тел; устройство и принцип работы приборов, применяемых в исследовании материалов;

Уметь: применять полученные знания для интерпретации наблюдаемых экспериментально явлений;

Владеть: методиками исследования структуры и физико-химических свойств материалов.


Виды учебной работы: лекции и практические занятия.


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

^ Аннотация дисциплины



Эколого-аналитический мониторинг биосферы


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единиц (72 часа).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является повышение экологической грамотности, весьма актуальное в период экологического кризиса, и заполнение пробела в фундаментальном естественнонаучном образовании студентов, традиционно представленном в вузах технического профиля лишь физико-математическими дисциплинами

Задачей изучения дисциплины является

1)формирование у студентов экологического мышления по отношению к объектам окружающей среды,

2)усвоение теоретического базиса инструментальных физических методов получения экологической информации об окружающей среде и проведения эколого-аналитического мониторинга,

3)выработка у студентов практических навыков решения конкретных эколого-аналитических задач с компьютерной обработкой исходных экспериментальных данных,

4)информационная помощь в дипломном проектировании.


Основные дидактические единицы (разделы):


Понятие экологического мониторинга. Виды мониторинга. Мониторинг на локальном и релокальном уровнях, импактный, глобальный мониторинг, фоновый мониторинг. Мониторинг источников загрязнения. Задачи экологического мониторинга биосферы. ГСМОС – глобальная система мониторинга окружающей среды. Цели, методические подходы и практика мониторинга. Цель ГСМОС – изучение земли, как целостной природной системы. Природные изменения и антропогенные изменения биосферы. Задача изучения Земли как целостной природной экосистемы поставлена Международной геосферно-биосферной программой (МГБП) и решается на основе широкого применения космических средств наблюдений за природной средой. Эколого-аналитический мониторинг. Виды экосистем включенных в мониторинг.

2. Глобальный экологический мониторинг биосферы.

3. Международная геосферно-биологическая программа (МГБП).

4. Государственные системы мониторинга окружающей природной среды (ОПС).

5. Методология и метод экологического мониторинга и контроля. Количественные показатели состояния ОПС: валовые значения и нормирование антропогенных воздействий. Методы оценки токсичности среды.

6. Экологическое нормирование состояния экосистем и территорий. Критерии оценки изменения ОПС. Химические показатели. Санитарные показатели. Биологические показатели.

7. Экологическое нормирование по полевым воздействиям.

8. Мониторинг загрязнения ОПС (комплексные исследования загрязненности ОПС).

9. Мониторинг загрязнения ОПС. Поверхностные воды суши. Морские воды.

10. Мониторинг загрязнения ОПС. Почвы и земельные ресурсы. Состояние лесов.

11. Эколого-аналитический мониторинг биосферы. Дистанционные методы аналитических измерений ОПС.

12. Физические основы дистанционного эколого-аналитического мониторинга биосферы.

13. Количественные показатели мониторинга в спектрах поглощения (ИК и УФ – поглощение).

14. Количественные показатели мониторинга в спектрах люминесценции.

15. Количественные показатели мониторинга в спектрах рассеяния.

16. Количественные показатели мониторинга в спектрах альфа-, бетта- и гамма- радиоактивных излучений.

17. Спектрокомпьютерные методы и информационные источники проведения эколого-аналитического мониторинга (Инфралайзеры-спектроанализаторы, фурьеспектрометры).


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: об основных атомных, изотопных и молекулярных токсикантах и суперэкотоксикантах, а также о полевых электро-магнитных и информационных воздействиях на биосферу

уметь: математически моделировать и оценивать состояние экосистем и прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности с точки зрения биосферных процессов

владеть: инструментальными физико-химическими методами получения исходных эколого-аналитических данных, контролирующих мониторинг биосферы


Виды учебной работы: лекционные занятия, лабораторные работы.


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

^ Аннотация дисциплины



Метрология

и экспериментальные методы исследования композитов


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 час).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является изучение физических методов экспериментального исследования структур на единой методологической основе.

Задачей изучения дисциплины является изучение физических принципов извлечения информации о внутренней структуре композита и оценки несущей способности композита.

Основные дидактические единицы (разделы):

1. Введение в курс. Основные определения. Структурное представление контрольно-измерительного процесса и аксиоматика измеримых физических величин. Погрешности измерения и их вероятностное представление. Понятие об эффективности процессов измерения. Комплексные методы неинвазивного контроля

2. Физические оновы ультразвуковой диагностики композитных структур. Распространение ультразвуковых волн в упругих телах. Типы ультразвуковых волн. Взаимодействие с неоднородной материальной средой. Характеристические параметры ультразвуковых колебаний. Понятие о диаграммах направленности. Базовые схемы прозвучивания и их разрешающая способность. Акустико-эмиссионные контрольно-измерительные системы.

3. Диэлькометрические методы оценки параметров композита. Взаимодействие материальной среды с тестовым электрическим полем. Основные понятия и определения. Методология контроля электрофизических параметров композитной среды в условно-однородном электрическом поле. Электродные системы первичных преобразователей с резко-неоднородным распределением тестовых электрических полей. Обработка первичных данных контроля.

4. Комплексное применение проникающих физических полей различной природы в многопараметровом контроле композитов. Сдвиговая лазерная интроскопия. Средства визуализации поверхностных ультразвуковых волн. Акустическая и микроволновая микроскопия. Основы ультразвуковой томографии композитов.

5. Инструментальное обеспечение электронно-оптических исследований микроструктуры неоднородных сред. Дифракционные анализаторы концентрации и размеров частиц порошковых материалов. Спектрофотометры. инфракрасная спектрометрия. Оже-спектрометрия. Микроскопия поверхности на основе туннельного эффекта. Атомно-силовая микроскопия поверхности. перспективы развития и современные ограничения области применения физико-аналитического инструментального обеспечения.


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: существующие государственные стандарты оценки качества композитных структур

уметь: решать задачи прогнозирования несущей способности композитных структур

владеть: основами выбора, физических методов и средств оценки несущей способности композитных структур без их разрушения


Виды учебной работы: лекционные занятия, практические и семинарские занятия, выполнение самостоятельной работы магистранта (СРМ).


Изучение дисциплины заканчивается выполнением и защитой СРМ с последующим экзаменом.

^ Аннотация дисциплины


Наноструктурные материалы. Перспективы применения


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов магистратуры современных представлений о наноструктурных материалах и применении их в науке и технике.

Задачей изучения дисциплины является развитие практических навыков работы на экспериментальном оборудовании, анализа полученных результатов на основе современных информационных технологий.


Основные дидактические единицы (разделы):

Общие теоретические вопросы нанодисперсного состояния вещества.

Особенности наноструктуры

Свойства наноматериалов. Размерные эффекты.

Основные методы получения нанодисперсных порошков.

Методы получения нанокомпозитов.

Оборудование для получения наноструктурных материалов.

Специальные методы исследования и аттестации наноразмерных и наноструктурных материалов.

Перспективы применения наноструктурных материалов.


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: основные принципы получения наноструктурных материалов.

уметь: формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской работы и требующие углубленных профессиональных знаний; выбирать необходимые методы исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы, исходя из задач конкретного исследования;обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных; вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий; представлять итоги проделанной работы в виде отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с имеющимися требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати; выполнять исследования в области синтеза наноструктурных материалов; анализировать фазовые превращения при синтезе многокомпонентных систем; оценивать научные и технические решения с позиций достижения качества продукции, ресурсосбережения и защиты окружающей среды.

владеть: навыками самостоятельной научно-исследовательской деятельности, требующей широкого образования в соответствующем направлении.


Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия


Изучение дисциплины заканчивается зачетом.


^ Аннотация дисциплины



Теория и моделирование наноструктур


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью курса является освоение современных методов моделирования наноструктур для разработки новых наноматериалов и компонентов с целью оптимизации их параметров.

Задачей изучения дисциплины является подготовка к решению основных проблем, возникающих в практической работе инженера по технической физике, как-то: анализ состояния проблемы на основе изучения литературных и патентных источников, организация модельных и натурных экспериментов по созданию наноматериалов и компонентов, подготовка результатов исследований для патентования и публикации в научной печати.


Основные дидактические единицы (разделы):

Модуль 1. Квантовые явления в наноструктурах.

1.1. Квант действия – постоянная Планка. Квант сопротивления – постоянная фон Клитцинга. Квант магнитного потока – постоянная Джозефсона.

1.2. Квантовые явления в диэлектриках, полупроводниках и металлах

1.3. Графен, графан, наноалмаз – новые квантовые явления в углеродных наноструктурах.

Модуль 2. Новые модели квантовых эффектов в современной физике.

2.1. Квантово-размерные эффекты. Размерное квантование. Модели Андерсона, Мотта и Лифшица для конденсированного состояния.

2.2. Квантовые ямы, проволоки и точки. Джозефсоновские контакты, кулоновская блокада, одноэлектроника.

Модуль 3. Физические основы применения наноструктур.

3.1. Механизм прыжковой проводимости в низкоразмерных полупроводниках.

3.2. Физические свойства пористых наноструктур и сверхрешеток из квантовых точек.

Модуль 4. Анализ результатов моделирования, сравнение теории и опыта.

4.1. Поверхностные и локализован­ные электронные состояния, новые модели терагерцовой генерации Область пространственного заряда у поверхности полупроводника, влияние поля.

4.2. Электронно-колебатель­ные состояния в молекулярных кластерах и надмолекулярных структурах. Коллективные эффекты. Представление о квантовом компьютере.

4.3. Проблемы интеграции оптических и квантовых приборов в интегральных схемах. Развитие групповых (интегральных) технологий, приборы на квантовых точках. Самоорга­ни­за­ция и микроэмульсионные нанотехнологии. Пластиковая электроника, нанотранзисторы.


^ В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные понятия, закономерности и методы математического, физического и физико-химического моделирования изучаемых систем технической физики

уметь: самостоятельно выбрать адекватную модель изучаемой системы, составить алгоритм расчета, составить программу (в необходимых случаях - воспользоваться известными пакетами прикладных программ) и произвести необходимые вычисления на компьютере

владеть: методами математического моделирования объектов технической физики


Виды учебной работы: лекции и семинарские занятия, самостоятельная работа.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

^ Аннотация дисциплины



Химия материалов


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).


Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является приобретение знаний в области химии материалов, в т.ч. металлов и неметаллов, находящихся в дисперсном состоянии.

Задачами изучения дисциплины является развитии знаний, умений и навыков в области химических свойств основных типов материалов, особенностей их получения, изучение их свойств и использование в современных материалах и технологиях, в т.ч. в наноматериалах и нанотехнологиях.


Основные дидактические единицы (разделы):

1. Классификация и свойства основных групп материалов и веществ.

2. Химия металлов (главных подгрупп и переходных металлов).

3. Химия неметаллов.

4. Классификация, химические свойства и особенности реакций органических веществ.

5. Химические свойства углеводородов.

6. Химические свойства кислородсодержащих кислородсодержащих и азотсодержащих органических соединений.

7. Химическая термодинамика. Основные понятия и аппарат термодинамики. Термохимия.

8. Второй закон термодинамики. Энтропия. Второй закон Гиббса.

9. Термодинамика многокомпонентных систем.

10. Химическое равновесие.

11. Основные понятия и постулаты химической кинетики. Приближенные методы химической кинетики.


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: классификацию основных групп материалов и веществ; особенности свойств различных групп материалов и веществ, особенности их производства и области применения.

уметь: решать задачи теоретического описания основных свойств металлов, неметаллов и органических веществ

владеть: основными базовыми понятиями и методами изучения материалов и веществ; навыками сравнительного анализа основных химических свойств материалов и веществ.

Виды учебной работы: лекции и практические занятия.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

^ Аннотация дисциплины