Скачать 1.12 Mb.
|
Российская Академия наук Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский Академический университет – научно-образовательный центр нанотехнологий РАН «УТВЕРЖДАЮ» Проректор по высшему образованию д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН А.Е.Жуков _____________________ Программа курса «Современные методы диагностики в наноматериалах. Часть 2» образовательной программы опережающей профессиональной подготовки (уровень – магистратура), ориентированной на потребности проектных компаний ОАО «Роснано», реализующих инвестиционные проекты в области твердотельной светотехники. Кафедра Физики и технологии наногетероструктур Санкт-Петербург 2011 Программа курса составлена на основании технического задания к договору оказания услуг № РН-3 от 31 января 2011 г. между Фондом инфраструктурных и образовательных программ и учреждением Российской академии наук Санкт-Петербургским Академическим университетом – научно-образовательным центром нанотехнологий РАН. Программа курса рассмотрена и утверждена на заседании Президиума Ученого совета СПб АУ НОЦНТ РАН, протокол № ПР-9/2011 от «14» апреля 2011 г. Ректор СПб АУ НОЦНТ РАН академик РАН Ж.И.Алферов Начальник учебного управления О.Н. Колобова Программу курса разработала д.ф.-м.н. М.В. Заморянская © ОАО «РОСНАНО» 1. Цели и задания образовательной программы. 1.1. Цель – подготовка магистров, ориентированных на потребности проектных компаний ОАО «Роснано», реализующих инвестиционные проекты в области твердотельной светотехники. 1.2. Категория обучаемых: магистры, специализирующиеся в области твердотельной светотехники. 1.3. Предметом изучения дисциплины являются следующие объекты:
В основе современной диагностики лежит использование комплекса прецизионного аналитического оборудования, обеспечивающего высокую точность, чувствительность и пространственное разрешение вплоть до атомного масштаба. Успешное развитие фундаментальной прикладной науки, научных исследований, высоких технологий и наукоемкого производства требует нового уровня диагностики. Для развития нанотехнологического производства и исследований гетероструктур необходимо получать количественно-точную информацию об элементном, химическом, фазовом составе, параметрах кристаллической и электронной структуры, типе, концентрации и локализации дефектов, оптических, электрофизических, геометрических и других параметрах и характеристиках любых материалов и твердотельных структур. Цикл лабораторных работ направлен на освоение методов исследования новых материалов, структур и приборов на их основе для микро-, нано- и оптоэлектроники. 1.4. Место курса в образовательной программе Лабораторно-практический курс «Современные методы диагностики в наноматериалах. Часть 2», входит в состав третьего модуля «Технология создания и диагностика полупроводниковых наногетероструктур». Цикл лабораторно-практических работ проводиться в весеннем семестре первого года обучения на базе Центра коллективного пользования "Материаловедение и диагностика в передовых технологиях" при Физико-техническом институте им.А.Ф.Иоффе РАН, оснащенного уникальным диагностическим оборудованием по исследованию структурных, оптических и электрофизических свойств наногетероструктур, не имеющим на сегодняшний день аналогов в России. Курс направлен на освоение практических, технологических и научных навыков в области физики наносистем и наноэлектроники, на изучения научных и технологических основ исследования гетероструктур и приборов, базирующихся на применении полупроводниковых наноструктур. В рамках курса магистры приобретают практические навыки работы на новейшем аналитическом оборудовании. Данный цикл является специальной технической дисциплиной, овладев которой студенты получают знания, необходимые для успешной профессиональной деятельности и выполнения самостоятельной научной работы. Работа включает в себя освоение теории, приобретение практических навыков в области исследования наногетероструктур и навыков характеризации гетероструктур. Для успешного освоения курса студентам необходимо обладать знаниями по физике твердого тела, физике полупроводниковых наногетероструктур, физико-химии поверхности, знаниями приборов и устройств на основе полупроводниковых наногетероструктур, знаниями технологии создания и методов роста полупроводниковых соединений, методов исследования структурных, оптических и электрофизических характеристик полупроводниковых наноструктур. 2. Требования к результатам освоения содержания дисциплины Основные задачи лабораторно-практического курса «Современные методы диагностики в наноматериалах. Часть 2»:
2.1. В результате изучения дисциплины слушатели должны приобрести следующие знания:
2.2. В результате изучения дисциплины слушатели должны приобрести следующие умения и навыки:
3. Содержание курса 3.1. Объем дисциплины и виды учебной нагрузки Данный научно-исследовательские работы проводятся на базе Центра коллективного пользования Физико-технического института им.А.Ф.Иоффе РАН. Каждая группа, состоящая из двух студентов, выбирает одну из тематик научно-исследовательской работы и совместно с прикрепленным научным руководителем в течении семестра проводит комплексную диагностику объекта исследования. В процессе преподавания курса предусмотрены следующие виды учебной работы:
3.2. Тематический план курса
3.3. Содержание курса Тема 1. Определение электрического заряда изолированных наноразмерных металлических частиц. Комплексное исследование геометрических и электрофизических свойств коллоидных наноразмерных частиц золота на поверхности слюды. Методика приготовления образцов с наночастицами золота на подложке слюды с использованием коллоидных растворов. Установка сканирующей зондовой микроскопии NT-MDT Solver Pro P47: основные элементы и узлы установки. Зонды для АСМ и ЭСМ измерений. Эффекты конволюции и эффекты, связанные с наличием воды на поверхности. Модель деконволюции. Интерпретация ЭСМ данных. Задачи исследования: 1) исследовать структуру поверхности образца; 2) получить распределение наночастиц по высоте; 3) определить плотность частиц на поверхности; 4) получить распределение фазового контраста, коррелированного с распределением наночастиц на поверхности образца; 5) измерить зависимость величины фазового контраста от напряжения смещения; 6) получить зависимость величины фазового контраста он полярности напряжения смещения. 7) разработать модель деконволюции и провести анализ поверхности с учетом формы кончика зонда; 8) разработать качественную и количественную модель электростатического взаимодействия колеблющегося зонда и заряженной проводящей поверхности. Методы исследования: атомно-силовая микроскопия в режиме полуконтактной моды, динамическая электросиловая микроскопия с постоянным напряжением смещения. Тема 2. Исследование сверхрешеток CaF2-CdF2. Изучение структурного совершенства, особенностей интерфейсов и механизмов люминесценции сверхрешеток сверхрешеток на основе фторидов кальция и кадмия, выращенных псевдоморфно на подложке Si ориентации (111). Задачи исследования: 1) определение структурных параметров сверхрешеток: период повторения, толщина всей структуры; 2) определение толщины покрывающего («cap») слоя; 3) определение средней деформации, степени релаксации, среднеквадратичной амплитуды шероховатости интерфейсов; 4) определение электронной плотности приповерхностных слоев; 5) изучение механизмов собственной люминесценции слоев CaF2 иCdF2. Методы исследования: рентгеновская дифрактометрия, рентгеновская рефлектометрия, катодолюминесценция, рентгеноспектральный микроанализ. Тема 3. Исследование диффузии титана в керамике Al2O3. Сапфировая керамика с различные покрытия из TiB2, ZrС, B4C, WC. Исследование керамики на основе Al2O3 до и после нанесения слоя TiB2, и термического отжига в атмосфере аргона. Метод получения. Люминесцентные свойства. Диффузия дефектов и примесей в сапфировой керамике. Задачи исследования: 1) определение изменения структуры и свойств сапфировой керамики после нанесения огнеупорного слоя с последующим отжигом; 2) определение размеров зерен керамики до и после отжига; 3) определение распределения титана в керамике и в отдельных зернах; 4) определение глубины диффузии титана в монокристалл сапфира. Методы исследования: рентгеноспектральный микроанализ, катодолюминесценция, сканирующая электронная микроскопия, рентгенодифракционный анализ. Тема 4. Просвечивающая электронная микроскопия опаловых структур. Опаловые структуры с различным типом заполнения матрицы: GaN, ZnS, W. Фотонные кристаллы. Фотонная запрещенная зона. Матричный метод создания нанокомпозитов фотонных кристаллов. Методика подготовки образцов для исследования методом просвечивающей электронной микроскопии: плоскопараллельная шлифовка и ионное травление. Метод просвечивающей электронной микроскопии: фазовый и дифракционный (амплитудный) контраст. Схема принципиального устройства просвечивающего электронного микроскопа Задачи исследования: 1) анализ состава заполнения опаловых структур с различным типом заполнения; 2) определение параметров исходной опаловой матрицы (структура, диаметр сфер); 3) определение состава заполнения пустот; 4) определение среднего размера кристаллитов включения и их внутренней структуры. Методы исследования: просвечивающая электронная микроскопия. Тема 5. Исследование эпитаксиальных слоев InGaN. Эпитаксиальные слои InGaN, выращенные методом молекулярно-пучковой эпитаксии на буферном слое GaN и подложке c-Al2O3. Область спинодального распада InGaN. Эпитаксиальные методы получения слоев InGaN: MBE с плазменной активацией, MOCVD. Широкозонные полупроводниковые нитриды третьей группы (III-N). Задачи исследования: 1) определение зависимости структурных и люминесцентных свойств InGaN от состава твердого раствора; 2) изучение однородности слоя в латеральном и ростовом направлениях. Методы исследования: рентгеновская дифракция, рентгеноспектральный микроанализ, катодолюминесценция. Тема 6. Исследование свойств порошковых люминофоров. Рентгеновские люминофоры на основе танталата/ниобата иттрия, легированного тербием Y(Ta1-xNbx)O4:Tb. Метод получения люминофорных порошков активированных ионами Tb3+ - метод твёрдофазной реакции из однородной смеси. Люминесцентные свойства широкозонных материалов, активированных редкоземельными ионами. Атомное строение редкоземельных ионов. Влияние кристаллического поля на спектры РЗИ. Методика подготовки образца. Изготовление эталонного образца NaCl для рентгенодифракционного анализа, напыление токопроводящей пленки. Задачи исследования: 1) исследование физических свойств люминофорных порошков на основе танталата/ниобата иттрия, легированного тербием Y(Ta1-xNbx)O4:Tb; 2) определение люминесцентных свойств материала и времени затухания люминесценции; 3) определение размера зёрен порошков; 4) определение размера кристаллитов и параметров кристаллической решётки; 5) определение состава порошков в среднем, а также состава отдельных зёрен. Методы исследования: рентгеноструктурный анализ, локальная катодолюминесценция, сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ. 3.4. Темы научно-исследовательских работ
3.5. Самостоятельная работа слушателей 3.5.1 Виды самостоятельной аудиторной работы под руководством преподавателя: • Участие в научно-исследовательской работе. • Выполнение лабораторных работ. • Решение тестовых заданий. 3.5.2 Виды самостоятельной аудиторной работы без участия преподавателя: • Самостоятельное изучение научного материала и учебных пособий. • Подготовка к исследовательско-практической работе. • Подготовка к тестированию. 3.6. Перечень вопросов для самостоятельного изучения
4.1. Формы контроля по курсу. Предполагается выставление оценок по результатам промежуточного теоретического теста и выполнения научно-исследовательских работ. В конце учебной работы принимается итоговый зачет. По окончании работ студенты готовят научный отчет, а также презентацию с результатами, полученными в течение семестра. В Центре коллективного пользования проходит защита этих работ студентами, при присутствии сотрудников Центра, преподавателей Академического университета и представителей проектных компаний. Каждой подгруппе студентов предоставляется 15 минут на презентацию своей работы. Затем следует обсуждение и ответы на дополнительные вопросы комиссии. По окончании выступлений комиссия из присутствовавших на защите преподавателей Академического университета, сотрудников Центра и представителей проектных компаний выставляет оценку каждой подгруппе учащихся. 4.2. Порядок проведения экзамена. Экзамен устанавливается как форма аттестации по дисциплине. Экзамен охватывает содержание изучаемой дисциплины. Срок и место проведения экзамена планируется расписанием. Экзамен принимается преподавателем - лектором. Обучаемый допускается к сдаче экзамена, если он выполнил полностью все виды работ, предусмотренные рабочей программой. 4.3. Критерии оценки знаний, умений, навыков Критерии оценки. При оценивании знаний слушателей по результатам выполнения научно-исследовательской работы Оценка «отлично» выставляется, если:
Оценка «хорошо» выставляется, если:
Оценка «удовлетворительно» выставляется, если:
Оценка «неудовлетворительно» выставляется, если:
При оценивании знаний слушателей при проведении промежуточного теоретического теста и итогового экзамена: Оценка «отлично» выставляется, если слушатель правильно ответил на 85-100 % вопросов теста (экзамена). Оценка «хорошо» выставляется, если слушатель правильно ответил на 70-84% вопросов теста (экзамена). Оценка «удовлетворительно» выставляется, если слушатель правильно ответил на 50-69 % вопросов теста (экзамена). Оценка «неудовлетворительно» выставляется, если слушатель не ответил правильно на 50% вопросов теста (экзамена). 5. Учебно-методическое обеспечение курса 5.1. Вопросы для подготовки к экзамену:
5.2. Список рекомендуемой основной и дополнительной литературы 5.2.1. Основная литература
5.2.2 Дополнительная литература
5.2.3. Интернет-ресурсы
Российская Академия наук Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский Академический университет – научно-образовательный центр нанотехнологий РАН «УТВЕРЖДАЮ» Проректор по высшему образованию д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН А.Е.Жуков _____________________ Программа лабораторно-практической работы «Определение электрического заряда изолированных наноразмерных металлических частиц» образовательной программы опережающей профессиональной подготовки (уровень – магистратура), ориентированной на потребности проектных компаний ОАО «Роснано», реализующих инвестиционные проекты в области твердотельной светотехники Кафедра Физики и технологии наногетероструктур Санкт-Петербург 2011 Программа составлена: В.В. Гончаров Программа курса рассмотрена и утверждена на заседании Президиума Ученого совета СПб АУ НОЦНТ РАН, протокол № ПР-9/2011 от «14» апреля 2011 г. Ректор СПб АУ НОЦНТ РАН академик РАН Ж.И.Алферов Начальник учебного управления О.Н. Колобова |
Основная профессиональная образовательная программа профессионального образования по специальности 110809 Механизация сельского хозяйства... | «рентгенология», образовательные программы и тестовые задания разработаны сотрудниками курса лучевой диагностики кафедры хирургии... | ||
Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы | Сведения о профессорско-преподавательском составе, необходимом для реализации образовательной программы | ||
Лям)» предполагает освоение обучающимися основной профессиональной образовательной программы (опоп) углублённой подготовки (срок... | Основной методологический принцип, используемый в курсе – тщательное отслеживание модели, заложенной в каждом методе, анализ смысла... | ||
Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос по специальности... | Программа профессионального модуля является частью профессиональной образовательной программы переподготовки специалистов по | ||
Программа учебной дисциплины является частью профессиональной образовательной программы переподготовки специалистов по профессии | Икт (базовый уровень), программы базового уровня курса «Информатика и икт» (Н. Д. Угринович)// Программы для общеобразовательных... |
Поиск Главная страница   Заполнение бланков   Бланки   Договоры   Документы    |