Програма навчальної дисципліни "Наноструктури та нанотехнології"



Сторінка2/4
Дата конвертації23.03.2017
Розмір0.69 Mb.
ТипПрограма
1   2   3   4

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА


навчальної дисципліни

«Наноструктури та нанотехнології»
Напрям підготовки: 6.040204 «Прикладна фізика»

Спеціальність: 8.04020401 «Прикладна фізика (за галузями використання)»

Курс – 5 Семестр – 10
Лекції - 36 Екзамен – 10 семестр

Практичні заняття - 36

Самостійна робота - 108

Усього (годин/кредитів ECTS) – 180/6,0

Домашнє завдання – 1 (10 семестр)
Індекс Р1-8.04020401/15-3.4

СМЯ НАУ РНП 07.01.04-01-2016

Робоча навчальна програма дисципліни «Наноструктури та нанотехнології» розроблена на основі робочого навчального плану №РМ‑1‑8.04020401/15 підготовки фахівців освітнього ступеня «Магістр» за напрямом 6.040204 «Прикладна фізика» спеціальності 8.04020401 «Прикладна фізика (за галузями використання)», навчальної програми цієї дисципліни, індекс Н1-8.04020401/15-3.4, затвердженої ректором «__»_____2016р. та відповідних нормативних документів.


Робочу навчальну програму розробив

професор кафедри теоретичної

та прикладної фізики _____________ М. Нищенко

Робоча навчальна програма обговорена та схвалена на засіданні випускової кафедри напряму 6.040204 «Прикладна фізика» (спеціальність 8.04020401 «Прикладна фізика (за галузями використання)») – кафедри теоретичної та прикладної фізики, протокол № __ від «___» __________ 2016 р.



Завідувач кафедри __________________________________ О.Кузнєцова


Робоча навчальна програма обговорена та схвалена на засіданні науково-методично-редакційної ради навчально-наукового Аерокосмічного інституту, протокол №__ від «___» ___________ 2016 р


Голова НМРР _______________________________________В. Кравцов


Рівень документа – 3б

Плановий термін між ревізіями – 1 рік

Врахований примірник №2

ЗМІСТ

Вступ ....................................................................................................

4

2.

Зміст навчальної дисципліни .......................................................

4

2.1.

Тематичний план навчальної дисципліни .......................................

4

2.2.

Проектування дидактичного процесу з видів навчальних занять ....

5

2.2.1.

Лекційні заняття, їх тематика і обсяг ..............................................

5

2.2.2.

Практичні заняття, їх тематика та обсяг........................................

7

2.2.3.

Самостійна робота студента, її зміст та обсяг…. ............................

8

2.2.3.1

Домашнє завдання…………………………………………………..

8

3.

Навчально-методичні матеріали з дисципліни ..........................

9

3.1.

Список рекомендованих джерел........................................................

9

3.2.

Перелік наочних та інших навчально-методичних посібників,

методичних матеріалів до технічних засобів навчання .................


9


4.

Рейтингова система оцінювання набутих студентом знань та вмінь …………………………………………………………………

10



ВСТУП

Робоча навчальна програма дисципліни розроблена на основі навчальної програми дисципліни «Наноструктури та нанотехнології» та «Методичних вказівок до розроблення та оформлення навчальної та робочої навчальної програм дисциплін», введених в дію розпорядженням від 16.06.15 №37/роз.

Рейтингова система оцінювання (РСО) є невід’ємною складовою робочої навчальної програми і передбачає визначення якості виконаної студентом усіх видів аудиторної та самостійної навчальної роботи та рівня набутих ним знань та вмінь шляхом оцінювання в балах результатів цієї роботи під час поточного, модульного та семестрового контролю, з наступним переведенням оцінки в балах у оцінки за традиційною національною шкалою та шкалою ECTS (European Credit Transfer System).
2. ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

2.1. Тематичний план навчальної дисципліни

п/п


Назва теми

(тематичного розділу)



Обсяг навч. занять (год.)

Усього


Лекції

Практичні

СРС

1

2

3

4

5

6

10 семестр

Модуль №1 «Технологія отримання нанорозмірних систем»

1.1

Сучасні проблеми та завдання фізики нанорозмірних систем.

10

2

2

6

1.2

Класифікація дисперсних систем

9

2

2

5

1.3

Технологія отримання наноматеріалів

11

2

2

7

1.4

Нанокластери

12

2

2

8

1.5

Вуглецеві нанорозмірні кристалічні матеріали.

9

2

2

5

1.6

Головні елементи інтегральних схем і їх енергетичні діаграми

12

2

4

6

1.7

Сучасні наноелектронні технології

16

4

4

8

1.8

Домашнє завдання №1

8

-

-

8

1.9

Модульна контрольна робота №1

3

2

-

1




Усього за модулем №1

90

18

18

54

Модуль №2 «Фізика нанорозмірних систем»

2.1

Електронна структура та властивості нанокластерів та ізольованих наночастинок

10

2

2

6

2.2

Властивості металевих кластерів

10

2

2

6

2.3

Системи КНІ – сучасна база наноелектроніки

12

2

2

8

2.4

Кулонівська блокада і одноелектронні прилади

12

2

2

8

2.5

Енергетичний спектр та властивості нанорозмірних кристалічних гетероструктур

12

2

2

8

2.6

Напівпровідникові квантово-розмірні гетероструктури і швидкодіючи транзитори

12

2

2

8

2.7

Нановимірні системи і оптоелектроніка

10

2

2

6

2.8

Спіновий транзистор

9

2

4

3

2.9

Модульна контрольна робота №2

3

2

-

1

Усього за модулем №2

90

18

18

54

Усього за 10 семестр

180

36

36

54

Усього за навчальною дисципліною

180

36

36

108



2.2 Проектування дидактичного процесу з видів навчальних занять

2.2.1. Лекційні заняття, їх тематика та обсяг


пор.


Назва теми

Обсяг навчальних занять (год.)

Лекції

СРС

1

2

3

4

Модуль №1 «Технологія отримання нанорозмірних систем»

1.1

Сучасні проблеми та завдання фізики нанорозмірних систем. Проблеми наноелектроніки, спінової електроніки, одноелектроніки.

2

4

1.2

Напівпровідникові нанорозмірні гетероструктури. Технологія отримання наноматеріалів.

2

4

1.3

Наночастинки. Напівпровідникові наноструктури. Вуглецеві наноматеріали.

2

4

1.4

Нанокластери. Фулерени. Металеві нанокластери. Металеві наночастинки.

2

2

1.5

Вуглецеві нанорозмірні кристалічні матеріали. Графен. Вуглецеві нанотрубки.

2

2

1.6

Головні елементи інтегральних схем і їх енергетичні діаграми. Бар’єри Шотткі, структури метал-діелектрик-напівпровідник, польовий і біполярний транзистори і їх вольт-амперні характеристики.

2

2

1.7

Наноімпринт, іонна імплантація і іонний синтез.

2

2

1.8

Технології створення нанорозмірних структур кремнію-на-ізоляторі.

2

2

1.9

Модульна контрольна робота №1

2

1

Усього за модулем №1

18

23

Модуль №2 «Фізика нанорозмірних систем »

2.1

Електронна структура та властивості нанокластерів та ізольованих наночастинок.

2

4

2.2

Властивості металевих кластерів. Кулонівська нестійкість заряджених металевих кластерів. Критичний заряд кластера.

2

4

2.3

Системи КНІ – сучасна база наноелектроніки. Особливості схемних елементів КНІ порівняно з класичною КМОН технологією.

2

4

2.4

Фізичні особливості транзисторів повного збіднення, модель Ліма-Фосума, багатозатворні транзистори, нанодротові транзистори. Ефект кулонівської блокади. Основні елементи одноелектронних приладів.

2

4

2.5

Одноелектронний транзистор, кулонівська блокада при проходженні заряду крізь два тунельних бар’єри, кулонівська блокада в одно електронному транзисторі, вольт-амперна характеристика.

2

2

2.6

Енергетичний спектр та властивості нанорозмірних кристалічних гетероструктур. Оптичні властивості низько розмірних квантових структур.

2

4

2.7

Енергетичний спектр та властивості вуглецевих нанотрубок.

Основні поняття. Селективно-легований гетероперехід. Транзистор з надвисокою рухливістю (HEMT). Надгратки. Транзистори на балістичних носіях. Резонансно тунельний діод.



2

4

2.8

Нановимірні системи і оптоелектроніка. Теоретичні основи випромінення з нанокристалів. Спіновий, дно електронний та польовий транзистори. Польовий транзистор на основі графену з балістичним перенесенням заряду. Вольт-амперна характеристика спінового транзистора.

2

1

2.9

Модульна контрольна робота №2

2

1

Усього за модулем №2

18

28

Усього за 10 семестр

36

51

Усього за навчальною дисципліною

36

51


2.2.2. Практичні заняття, їх тематика і обсяг

№ п/п


Назва теми





Обсяг навчальних занять (год.)

Практичні

заняття


СРС

1

2

3

4

10 семестр

Модуль №1 «Технологія отримання нанорозмірних систем»

1.1

Класифікація дисперсних систем.

2

2

1.2

Нанокластери та наночастинки.

2

3

1.3

Нанорозмірні кристалічні матеріали.

2

5

1.4

Фізичні основи формування наноструктур.

2

3

1.5

Екстремальна УФ літографія, електронна літографія.

2

3

1.6

Сучасні наноелектронні технології.

2

2

1.7

Фізичні і хімічні методи висадження атомарно тонких шарів.

2

1

1.8

Плазмові методи травлення і висадження діелектричних і напівпровід-никових шарів.

2

2

1.9

2

2

Усього за модулем № 1

18

23

Модуль №2 “ Фізика нанорозмірних систем

2.1

Напівпровідникові нанокластери та наночастинки. Металеві та вуглецеві нанокластери та наночастинки.

2

2

2.2

Метод функціоналу електронної густини. Вплив поверхні на характеристики кластера.

2

3

2.3

Фізичні особливості роботи транзисторів неповного збіднення, ефекти плаваючої плівки та методи їх зменшення/ використання.

2

5

2.4

Квантово-розмірні транзистори і особливості їх роботи. Кулонівська блокада і одноелектронні прилади.

2

5

2.5

Вузли інтегральних схем на базі одноелектронний транзисторів. Одноелектронна електрична пам'ять.

2

5

2.6

Електронні стани квантових ями, квантових дротів, квантових точок. Екситони у квантових ямах, квантових дротах, квантових точках.

2

3

2.7

Напівпровідникові квантово-розмірні гетеро-структури і швидкодіючи транзитори.

2

1

2.8

Енергетичний спектр та властивості графену.

2

1

2.9

Світлодіоди на базі нанокристалів. Технології отримання нанокристалічних структур на базі кремнію. Прилади, що випромінюють когерентне світло на квантових ямах.

2

1

Усього за модулем №2

18

26

Усього за 10 семестр

36

49

Усього за навчальною дисципліною

36

49

2.2.3. Самостійна робота студента, її обсяг та зміст


№ пор.

Зміст самостійної роботи студента

Обсяг СРС(годин)

1

2

3

10 семестр

1.

Опрацювання лекційного матеріалу

49

2.

Підготовка до практичних занять

49

3.

Виконання домашнього завдання №1

8

4.

Підготовка до модульних контрольних робіт

2

Усього за 10 семестр

108

Усього за навчальною дисципліною

108


2.2.3.1. Домашні завдання

Домашні завдання (ДЗ) виконуються в десятому семестрі, відповідно до затверджених в установленому порядку методичних рекомендацій, з метою набуття студентами навичок активного володіння інформацією, отриманою на лекціях та практичних заняттях, вміння застосовувати їх для розробки конкретних питань і постановки задач.

Домашнє завдання №1 виконується в десятому семетрі на основі навчального матеріалу, винесеного на самостійне опрацювання студентами, і є складовою модуля №1 «Технологія отримання нанорозмірних систем».

Конкретна мета завдання №1 міститься, в залежності від варіанту завдання, у вивченні та засвоєнні методів дослідження структури нанокластерів та нанорозмірних кристалічних матеріалів.

Виконання, оформлення та захист домашнього завдання №1 здійснюється студентом в індивідуальному порядку відповідно до методичних рекомендацій.

Час, потрібний для виконання домашнього завдання №1, – до 8 годин самостійної роботи.



3. Навчально-методичні матеріали з дисципліни.

3.1. Список рекомендованих джерел.

Основні рекомендовані джерела

3.1.1. Назаров О.М., Нищенко М.М. Наноструктури і нанотехнології. – Київ: НАУ. – 2012. – 248 с.

3.1.2. Займан Дж. Модели беспорядка. М.: “Мир”, 1982.- 591 с.

3.1.3. В.Ф.Лось. В.П.Репецкий. Методы теории неупорядоченных систем. Электронные свойства сплавов. К.: Наукова думка,1995. - 175 с.

3.1.4. Репецький С. П. Теорія твердого тіла. Невпорядковані середовища. К.: Наукова думка., 2008. – 308 с.

3.1.5. Шульц М.М., Мазурин О.В. Современные представления о строении стекол и их свойствах. Ленінград: Наука, 1988. - 198 с.

3.1.6. Современное материаловедение. XXI век. К.: Наукова думка. ,1998.

3.1.7 А.П. Шпак, В.Л. Карбовский. Физика неупорядоченных систем. К.: Академперіодика, 2000. - 137 с.

3.1.8 Шпак А.П., Куницкий Ю.А., Карбовский В.Л.. Кластерные и наноструктурные материалы. К.: Академпериодика, 2001. - 587 с.

3.1.9 Погосов В. В., Куницький Ю. А., Бабіч А. В., Коротун А. В.,


Шпак А. П.. Нанофізика і нанотехнології. Запоріжжя: ЗНТУ, 2011. -381 с.

3.1.10. М.Г.Находкін, Ф.Ф.Сизов. Елементи функціональної електроніки. К.: ВПФ УкрІНТЕІ, 2002. – 324 с.

3.1.11. J.P.Colinge. Silicon-On-Insulator Technology: Material for VLSI. 3d edition. Boston, Dordrecht, London: Kluwer, 2002. – 365 p.

3.1.12. С.Зи. Физика полупроводниковых приборов. т.1, т.2. М.: «Мир»1984.



Додаткові рекомендовані джерела

3.1.13. Федорченко А.М. Квантова механіка К.:Наукова думка,1987.- 228 с.

3.1.14. Вайнштейн Б.К., Фридкин В.М., Инденбом В.Л. Современная кристаллография. Структура кристаллов. М.: Наука,1979. - 360с.

3.1.15. Ж.И.Алферов. Двойные гетероструктуры: концепция и применение в физике, электронике и технологии. Нобелевские лекции по физике – 2000. Успехи физических наук. Т.172, №9, с.1068-1086, 2002.

3.1.16. М.Шур. Современные приборы на основе арсенида галия. М.: «Мир», 1991.
3.2. Перелік наочних та інших навчально-методичних посібників, методичних матеріалів до ТЗН

пор.


Назва

Шифр тем за тематичним планом

Кількість

1

2

3

4

1.

Назаров О.М., Нищенко М.М. Наноструктури і нанотехнології. – Київ: НАУ. – 2012. – 248 с.

1.4 -1.7

2.1 -2.8


150 екз.

2.

Репецький С. П. Теорія твердого тіла. Невпорядковані середовища. – Київ: Наукова думка. – 2008. – 308 с.

2.2


електронна версія


4. РЕЙТИНГОВА СИСТЕМА ОЦІНЮВАННЯ НАБУТИХ

СТУДЕНТОМ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

4.1 Основні терміни, поняття, означення

4.1 Основні терміни, поняття, означення

4.1.1. Семестровий екзамен – це форма підсумкового контролю засвоєння студентом теоретичного та практичного матеріалу з окремої навчальної дисципліни за семестр. Складання екзамену здійснюється під час екзаменаційної сесії в комісії, яку очолює завідувач кафедри, відповідно до затвердженого в установленому порядку розкладу.

З метою забезпечення об’єктивності оцінок та прозорості контролю набутих студентами знань та вмінь, семестровий контроль здійснюються в університеті в письмовій формі або з використанням комп’ютерних інформаційних технологій. Ця норма не розповсюджується на дисципліни, викладення навчального матеріалу з яких потребує від студента переважно усних відповідей. Перелік дисциплін з усною (комбінованою) формою семестрового контролю встановлюється окремо за кожним напрямом (спеціальністю) підготовки фахівців з дозволу проректора з навчальної роботи.

4.1.2. Семестровий диференційований залік – це форма підсумкового контролю, що полягає в оцінці засвоєння студентом навчального матеріалу з певної дисципліни на підставі результатів виконання ним усіх видів запланованої навчальної роботи протягом семестру: аудиторної роботи під час лекційних, практичних, семінарських, лабораторних занять тощо та самостійної роботи при виконанні індивідуальних завдань (розрахунково-графічних робіт, рефератів тощо).

Семестровий диференційований залік не передбачає обов’язкову присутність студента і виставляється за умови, що студент виконав усі попередні види навчальної роботи, визначені робочою навчальною програмою дисципліни, та отримав позитивні (за національною шкалою) підсумкові модульні рейтингові оцінки за кожен з модулів. При цьому викладач для уточнення окремих позицій має право провести зі студентом додаткову контрольну роботу, співбесіду, експрес-контроль тощо.

4.1.3. Кредитно-модульна система – це модель організації навчального процесу, яка ґрунтується на поєднанні двох складових: модульної технології навчання та кредитів (залікових одиниць) і охоплює зміст, форми та засоби навчального процесу, форми контролю якості знань та вмінь і навчальної діяльності студента в процесі аудиторної та самостійної роботи. Кредитно-модульна система має за мету поставити студента перед необхідністю регулярної навчальної роботи протягом усього семестру з розрахунком на майбутній професійний успіх.

4.1.4. Навчальний модуль – це логічно завершена, відносно самостійна, цілісна частина навчального курсу, сукупність теоретичних та практичних завдань відповідного змісту та структури з розробленою системою

навчально-методичного та індивідуально-технологічного забезпечення, необхідним компонентом якого є відповідні форми рейтингового контролю.

4.1.5. Кредит (залікова одиниця) – це уніфікована одиниця виміру виконаної студентом аудиторної та самостійної навчальної роботи (навчального навантаження), що відповідає 36 годинам робочого часу.

4.1.6. Рейтинг (рейтингова оцінка) – це кількісна оцінка досягнень студента за багатобальною шкалою в процесі виконання ним заздалегідь визначеної сукупності навчальних завдань.

4.1.7. Рейтингова система оцінювання – це система визначення якості виконаної студентом усіх видів аудиторної та самостійної навчальної роботи та рівня набутих ним знань та вмінь шляхом оцінювання в балах результатів цієї роботи під час поточного, модульного (проміжного) та семестрового (підсумкового) контролю, з наступним переведенням оцінки в балах у оцінки за традиційною національною шкалою та шкалою ECTS.

РСО передбачає використання поточної, контрольної, підсумкової, підсумкової семестрової модульних рейтингових оцінок, а також екзаменаційної та підсумкової семестрових рейтингових оцінок.

4.1.7.1. Поточна модульна рейтингова оцінка складається з балів, які студент отримує за певну навчальну діяльність протягом засвоєння даного модуля – виконання та захист індивідуальних завдань, лабораторних робіт, виступи на практичних заняттях тощо.

4.1.7.2. Контрольна модульна рейтингова оцінка визначається (в балах та за національною шкалою) за результатами виконання модульної контрольної роботи з даного модуля.

4.1.7.3. Підсумкова модульна рейтингова оцінка визначається (в балах та за національною шкалою) як середнє арифметичне значення з відповідними ваговими коефіцієнтами оцінок , отриманих на всіх практичних заняттях; середньої оцінки за лабораторний практикум.

4.1.7.4. Підсумкова семестрова модульна рейтингова оцінка визначається (в балах та за національною шкалою) як середнє арифметичне значення з відповідними ваговими коефіцієнтами підсумкових модульних рейтингових оцінок, отриманих за засвоєння кожного модуля.

4.1.7.5. Екзаменаційна рейтингова оцінка визначається (в балах та за національною шкалою) за результатами виконання екзаменаційних завдань.

4.1.7.6. Залікова рейтингова оцінка визначається (в балах та за національною шкалою) за результатами виконання всіх видів навчальної роботи протягом семестру.

4.1.7.7. Підсумкова семестрова рейтингова оцінка визначається як середнє арифметичне значення з відповідними ваговими коефіцієнтами підсумкової семестрової модульної та екзаменаційної (залікової – у випадку диференційованого заліку) рейтингових оцінок (в балах, за національною шкалою та за шкалою ECTS).

Підсумкова рейтингова оцінка з дисципліни, яка викладається протягом декількох семестрів, визначається як середньозважена оцінка з підсумкових семестрових рейтингових оцінок у балах з наступним її переведенням у оцінки за національною шкалою та шкалою ECTS. Зазначена підсумкова рейтингова оцінка з дисципліни заноситься до додатку до диплому фахівця.

4.2. Порядок рейтингового оцінювання набутих студентом знань та вмінь

4.2.1.Рейтинговий журнал викладача

- Журнал викладача містить оцінки за письмові модульні і мікромодульні контролі, за захист домашніх завдань.

4.2.2.Проведення модульного контролю

- Модульний контроль проводиться у терміни, зазначені у плані навчального процесу, затвердженого завідувачем кафедрою.

4.2.3.Максимальна сума балів рейтингових оцінок

Підсумкова семестрова рейтингова оцінка визначається в балах за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100.

Екзаменаційна рейтингова оцінка визначається в балах за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100.

Підсумкова семестрова модульна рейтингова оцінка визначається в балах за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100.

Підсумкова модульна рейтингова оцінка за кожний модуль визначається в балах за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100.

Поточна модульна рейтингова оцінка визначається в балах за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100.

Контрольна модульна рейтингова оцінка визначається за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100. Рейтингова оцінка за ДЗ визначається за шкалою навчального закладу, максимальна кількість балів – 100.



4.2.4. Загальна структура підсумкової семестрової рейтингової оцінки така

Підсумкова семестрова рейтингова оцінка розраховується за формулою:



,

де f1 - ваговий коефіцієнт підсумкової семестрової модульної рейтингової оцінки, дорівнює 2; QR – підсумкова семестрова модульна рейтингова оцінка; Qe - екзаменаційна рейтингова оцінка; f2 – ваговий коефіцієнт екзаменаційної оцінки, дорівнює 0, якщо студента звільнено від складання семестрового екзамену, або 1, якщо студент зобовязаний чи побажав здавати екзамен. Максимальна екзаменаційна оцінка складає 100 балів за шкалою навчального закладу. Підсумкова семестрова рейтингова оцінка визначається в балах за шкалою навчального закладу, у національній шкалі і за шкалою ECTS.



4.2.5.
Каталог: bitstream -> NAU
NAU -> Київ Видавництво Національного авіаційного університету
NAU -> Формування самоосвітньої компетентності майбутніх інженерів-будівельників у процесі професійної підготовки
NAU -> Методи Оцінювання комунікативної к омпетентності
NAU -> Матеріали міжнародної науково-практичної конференції
NAU -> Програма навчальної дисципліни «Українська мова
NAU -> Практикум для студентів усіх галузей та напрямів знань Київ 2014 удк ббк
NAU -> Київ Видавництво Національного авіаційного університету


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка