Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Рабочая программа'
Рабочая программа учебного предмета «Математика» составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного общеобразовательного стандарта...полностью>>
'Документ'
Пивон Алин 1 . Сибиряков Александр 13. Сорг Леонор КЛАСС Ф.И. учащегося Очное отделение Алимбай Айша Егоров Роман Митюшина Мария Очно-заочное отделени...полностью>>
'Документ'
00 до 7.00 выходной – суббота, воскресенье Родители (законные представители) несут персональную ответственность за нарушение режима пребывания ребенка...полностью>>
'Документ'
Новочебоксарск 97 710  * 7 РЭО ГИБДД межмуниципального отдела Министерства внутренних дел Российской Федерации «Шумерлинский» 97 713  * * Пункт 3 стат...полностью>>

Главная > Программа дисциплины

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Факультет электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины

«Электрофизические и оптические свойства материалов для микросистемной

техники»

для направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника»

подготовки бакалавра специализации «Материалы микро- и наносистемной

техники»

Автор программы: Костин К.А., к.ф.-м.н., доцент, kkostin@

Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» «___»____________ 2013 г

Зав. кафедрой В.П. Кулагин

Рекомендована секцией УМС Нанотехнологии и микросистемная техника «___»____2013 г

Председатель [Введите И.О. Фамилия]

Утверждена УС факультета Электроники и телекоммуникаций «___»_______2013 г.

Ученый секретарь ________________________

Москва, 2013

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» подготовки бакалавра специализации «Материалы микро- и наносистемной техники».

Программа разработана в соответствии с:

  • ФГОС ВПО для направления подготовки 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника»;

  • Образовательной программой для направления подготовки 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника»;

  • Рабочим учебным планом университета по направлению подготовки 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника», утвержденным в 2013 г.

Цели освоения дисциплины

Целью дисциплины является освоение компетенций ОК-1, ОК-6, ПК-1, ПК-6, ПК-20, ПК-21 путем изучения взаимосвязи между химическим составом и структурой и электрофизическими и оптическими свойствами, самостоятельного изучения рекомендуемой литературы для расширения знаний в области материаловедения.

Базовыми дисциплинами являются: высшая математика, физика, химия.

Изучение дисциплины направлено на приобретение навыков экспериментального определения электрофизических и оптических свойств материалов, освоение принципов выбора материала для микросистемной техники.

Требования к результатам освоения дисциплины

    В результате освоения дисциплины студент должен:

    знать: эффективные направления применения материалов и компонентов нано- и микросистемной техники.

    уметь: применять справочный аппарат по выбору требуемых материалов, компонентов микро- и наносистемной техники для решения конкретных задач.

владеть: методами экспериментального исследования параметров и характеристик материалов и компонентов микро- и наносистемной техники.

Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина является предметом по выбору и входит в вариативную часть профессионального цикла программы «Нанотехнологии и микросистемная техника». Знания, умения и компетенции студента, необходимые для изучения данной дисциплины формируются при изучении дисциплин: Физика, Математика, Химия, Физическое материаловедение.

Тематический план учебной дисциплины

Название темы

Всего часов по дисциплине

Аудиторные часы

Самостоя-тельная работа

Лекции

Практич. занятия

1

Введение. Классификация материалов микросистемной техники

6

2

2

2

2

Физические процессы в проводниковых материалах

28

8

12

8

3

Физические процессы в полупроводниковых материалах

34

10

14

10

4

Физические процессы в диэлектриках

24

8

8

8

5

Оптические свойства веществ в нанокристаллическом состоянии

8

4

-

4

6

Электронные свойства веществ в нанокристаллическом состоянии

8

4

-

4

Итого

108

36

36

36

Формы контроля знаний студентов

Тип контроля

Форма контроля

Семестр

Параметры

Текущий

контроль активности на лекциях и практических занятиях

6

ответы на вопросы, решение задач, участие в дискуссиях

Промежуточный

домашнее задание,

реферат

контрольная работа

6

см. ниже

Итоговый

зачет

6

ответ в устной форме на вопросы

Порядок формирования оценок по дисциплине:

  • текущий контроль предусматривает учет активности студентов в ходе проведения лекций и практических занятий;

  • промежуточный контроль предусматривает написание одного реферата, выполнения домашнего задания написание контрольной работы;

  • итоговый контроль проводится в форме устного зачета (10 минут на подготовку и 5 минут на ответ).

Итоговая оценка формируется как взвешенная сумма оценки, накопленной в течение курса, и оценки за экзамен.

Накопленная оценка (НО) (максимум 10 баллов) включает оценку за работу на лекциях и практических занятиях (Олпр), подготовку домашнего задания (Одз), написание реферата (Ореф), написаник контрольной работы (Окр) и формируется по следующему правилу:

НО=0,2Олпр+0,3Одз+0,3Ореф+0,2Окр

Каждая из оценок (О) оценивается от 0 до 10.

Итоговый зачет (ИЭ) (максимум 10 баллов): в устной форме

Итоговая оценка (ИО) (максимум 10 баллов) по курсу определяется с учетом накопленной оценки (с весом 0,7) и оценки за зачет в конце курса (с весом 0,3) по следующей формуле:

ИО=0,7*НО + 0,3*ИЭ

Зачет является обязательным, независимо от накопленной за учебный год оценки. Студент, не явившийся на зачет без уважительной причины, или ответивший на вопросы на неудовлетворительную оценку (от 1 до 3 баллов), получает неудовлетворительную оценку за курс в целом.

Пересдача по курсу (П) (первая, вторая) представляет собой письменную работу, за которую выставляется оценка (максимум 10 баллов).

Итоговая оценка по курсу после пересдачи (ИОП) (первой, второй) определяется с учетом накопленной оценки (с весом 0,6) и оценки за пересдачу (с весом 0,4) по следующей формуле:

ИОП=0,6*НО + 0,4*П

Все округления производятся в соответствии с общими математическими правилами.

Оценки за курс определяются по пятибалльной и десятибалльной шкале.

Количество набранных баллов

Оценка по десятибалльной шкале

Оценка по пятибалльной шкале

9,5-10

10

отлично

8,5-9,4

9

отлично

7,5-8,4

8

отлично

6,5-7,4

7

хорошо

5,5-6,4

6

хорошо

4,5-5,4

5

удовлетворительно

3,5-4,4

4

удовлетворительно

2,5-3,4

3

неудовлетворительно

1,5-2,4

2

неудовлетворительно

0–1,4

1

неудовлетворительно

Критерии оценки знаний, навыков

Активность на практических занятиях оценивается по следующим критериям:

  • Ответы на вопросы, предлагаемые преподавателем;

  • Решение задач у доски;

  • Участие в дискуссии по предложенной тематике.

Домашнее задание: требования к домашнему заданию изложены в отдельном разделе программы (см. ниже). Домашнее задание оценивается по следующим критериям:

  • полнота раскрытия темы;

  • аргументация, четкость и понятность выводов;

  • аккуратность в оформлении работы, стиль изложения.

Реферат: требования к реферату изложены в отдельном разделе программы (см. ниже). Реферат оценивается по следующим критериям:

  • полнота раскрытия темы;

  • аргументация, четкость и понятность выводов;

  • аккуратность в оформлении работы, стиль изложения.

Контрольная работа: требования изложены ниже.

Зачет проводится в конце курса в присутствии преподавателя. Зачет проводится в форме устных ответов на два вопроса с учетом материала, пройденного на лекционных и на практических занятиях. Использование каких-либо текстов, калькуляторов, телефонов и др. средств связи во время зачета запрещается. Время, отводимое на зачет – 10 минут на подготовку и 5 минут на ответ.

Структура и содержание дисциплины

1. Структура дисциплины

Раздел 1. Введение. Классификация материалов микросистемной техники. Проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические материалы (4 часа)

Раздел 2. Физические процессы в проводниковых материалах. Общие сведения о проводниках. Физическая природа электропроводности металлов. Квантовая статистика электронов в металле. Температурная зависимость удельного электросопротивления металлических проводников. Влияние структурных дефектов и примесей на удельное сопротивление металлов. Электрические свойства металлических сплавов. Сопротивление проводников на высоких частотах. сопротивление тонких металлических пленок. Контактные явления и термо-э.д.с. (26 часов)

Раздел 3. Физические процессы в полупроводниковых материалах. Собственные и примесные полупроводники. Основные и неосновные носители заряда. Температурная зависимость концентрации носителей заряда. Механизмы рассеяния и подвижность носителей заряда. Температурная зависимость удельной проводимости; неравновесные носители заряда и механизмы рекомбинации. Оптические и фотоэлектрические свойства явления в полупроводниках. Термоэлектрические явления и эффект Холла в полупроводниках. Электропроводность полупроводников в сильном электрическом поле. (30 часов)

Раздел 4. Физические процессы в диэлектриках. Поляризация диэлектриков. Токи смещения и электропроводность диэлектриков. Потери в диэлектриках. Пробой диэлектриков. Пассивные диэлектрики. Активные диэлектрики. (24 часа)

Раздел 5. Оптические свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. Оптические свойства наночастиц металлов. Плазмонный резонанс. Оптические свойства полупроводниковых наночастиц. Квантоворазмерный эффект. (12 часов)

Раздел 6. Электронные свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. Зонная структура. Поверхность нанокристаллов (дефекты координации и барьерное ограничение). Сокращение длины связей в приповерхностном слое. Поверхностный потенциальный барьер. Сокращение поверхностных связей, энергия связывания и отношение поверхности к объему. Зависимость зонной структуры от размера наночастиц. (12 часов)

2. План проведения лекционных занятий.

№ лекции

Содержание разделов дисциплины

1.

Лекция: Раздел 1. Введение. Классификация материалов микросистемной техники. Проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические материалы

2-5.

Лекция: Физические процессы в проводниковых материалах. Общие сведения о проводниках. Физическая природа электропроводности металлов. Квантовая статистика электронов в металле. Температурная зависимость удельного электросопротивления металлических проводников. Влияние структурных дефектов и примесей на удельное сопротивление металлов. Электрические свойства металлических сплавов. Сопротивление проводников на высоких частотах. сопротивление тонких металлических пленок. Контактные явления и термо-э.д.с.

6-10.

Лекция: Раздел 3. Физические процессы в полупроводниковых материалах. Собственные и примесные полупроводники. Основные и неосновные носители заряда. Температурная зависимость концентрации носителей заряда. Механизмы рассеяния и подвижность носителей заряда. Температурная зависимость удельной проводимости; неравновесные носители заряда и механизмы рекомбинации. Оптические и фотоэлектрические свойства явления в полупроводниках. Термоэлектрические явления и эффект Холла в полупроводниках. Электропроводность полупроводников в сильном электрическом поле.

11-14.

Лекция: Раздел 4. Физические процессы в диэлектриках. Поляризация диэлектриков. Токи смещения и электропроводность диэлектриков. Потери в диэлектриках. Пробой диэлектриков. Пассивные диэлектрики. Активные диэлектрики.

15-16.

Лекция: Раздел 5. Оптические свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. Оптические свойства наночастиц металлов. Плазмонный резонанс. Оптические свойства полупроводниковых наночастиц. Квантоворазмерный эффект.

17-18.

Лекция: Электронные свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. Зонная структура. Поверхность нанокристаллов (дефекты координации и барьерное ограничение). Сокращение длины связей в приповерхностном слое. Поверхностный потенциальный барьер. Сокращение поверхностных связей, энергия связывания и отношение поверхности к объему. Зависимость зонной структуры от размера наночастиц.

3. Лабораторный практикум.

№№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

1.

2.

Электрические свойства металлов и сплавов

2.

4.

Изучение электрической прочности твердых диэлектриков

3.

4.

Поляризация и диэлектрические потери в твердых диэлектриках

4.

3.

Определение концентрации центров окраски в облученных щелочногалоидных кристаллах

4. Практические занятия.

Раздел 1. (2 часа) Классификация материалов.

Раздел 2. (12 часов) Материалы высокой проводимости. Сверхпроводящие металлы и сплавы. Сплавы высокого электросопротивления. Сплавы для термопар. Неметаллические проводящие материалы.

Раздел 3. (14 часов) Германий. Кремний. Карбид кремния. Полупроводниковые соединения. Твердые растворы на основе полупроводниковых соединений.

Раздел 4. (8 часов) Линейные полимеры. Композиционные пластмассы. Слоистые пластики. Электроизоляционные компаунды. Неорганические стекла. Ситаллы. Керамика. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики. Пироэлектрики. Электреты. Жидкие кристаллы. Материалы для твердотельных лазеров.

Рекомендуемая литература

Основная:

1. Пасынков В.В., Сорокин В.С.. Материалы электронной техники. М.: Лань, 2004. - 368 с.

2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. М.: МИСиС, 2003. - 480 с.

3. Елисеев А.А., Лукашин А.В. Функциональные наноматериалы. М. ФИЗМАТЛИТ, 2010. – 456 с.

Дополнительная:

1. Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 400 с.

2. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение: Учебник для вузов. СПб.: Химиздат, 2007. - 784 с.

3. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 416 с.

Оценочные средства для контроля и аттестации студента: практические занятия

На практических занятиях студенты знакомятся с проводниковыми, полупроводниковыми и диэлектрическими материалами и их применением.

Оценочные средства для контроля и аттестации студента: домашнее задание

Требования к домашнему заданию:

Домашнее задание выполняется в печатной форме. Объем – до 10 страниц текста плюс приложения (таблицы, графики, фотографии), выполненных 12 кеглем с интервалом 1,5. Срок сдачи домашнего задания – не позднее 15 марта. Домашнее задание должно содержать разделы: титульный лист, введение, основную часть, в которой производится анализ темы и делаются выводы, заключение, использованные источники информации (не менее 5-7), содержание.

Примерные темы домашнего задания:

1. Проявление квантовых эффектов в современных транзисторах.

2. Плотность энергии и проблема теплоотвода в современных транзисторах.

3. Дефекты и ошибки в современных транзисторах.

4. Транзисторы на основе углеродных нанотрубок.

5. Материалы для квантового компьютера.

6. Материалы молекулярной электроники.

7. Электростатические актюаторы.

8. Пьезоэлектрические актюаторы.

Оценочные средства для контроля и аттестации студента: реферат

Требования к реферату:

Реферат выполняется в печатной форме. Объем – до 20 страниц текста плюс приложения (таблицы, графики, фотографии), выполненных 12 кеглем с интервалом 1,5. Срок сдачи реферата – не позднее 30 марта. Реферат должен содержать разделы: титульный лист, введение, основную часть, в которой производится анализ темы и делаются выводы, заключение, использованные источники информации (не менее 5-7), содержание.

Примерные темы реферата:

1. Силикатные стёкла. Получение. Свойства. Марки. Применение.

2. Керамические материалы. Получение. Свойства. Марки. Применение.

3. Монокристаллический кремний. Получение. Свойства. Марки. Применение.

4. Монокристаллический германий. Получение. Свойства. Марки. Применение.

5. Поликристаллический кремний. Получение. Свойства. Марки. Применение.

6. Карбид кремния. Получение. Свойства. Марки. Применение.

7. Полупроводниковые соединения АIIIBV. Получение. Свойства. Марки. Применение.

8. Ситаллы. Получение. Свойства. Марки. Применение.

9. Пьезоэлектрики. Получение. Свойства. Марки. Применение.

10. Пироэлектрики. Получение. Свойства. Марки. Применение.

Оценочные средства контроля и аттестации студента: контрольная работа

Контрольная работа выполняется в письменном виде, в форме теста. Сроки проведения: 15 - 20 апреля. Время проведения – 20 минут.

Примерные вопросы, выносимые на контрольную работу:

1. Проводниковые материалы.

2. Полупроводниковые материалы.

3. Диэлектрические материалы.

4. Физическая природа электропроводности металлов.

5. Квантовая статистика электронов в металле.

6. Температурная зависимость удельного электросопротивления металлических проводников.

7. Влияние структурных дефектов и примесей на удельное сопротивление металлов. Электрические свойства металлических сплавов.

8. Сопротивление проводников на высоких частотах. сопротивление тонких металлических пленок.

9. Контактные явления и термо-э.д.с.

10. Собственные и примесные полупроводники.

11. Основные и неосновные носители заряда.

12. Температурная зависимость концентрации носителей заряда.

13. Механизмы рассеяния и подвижность носителей заряда.

14. Температурная зависимость удельной проводимости.

15. Неравновесные носители заряда и механизмы рекомбинации.

16. Оптические и фотоэлектрические свойства явления в полупроводниках. 17. Термоэлектрические явления в полупроводниках.

18. Эффект Холла в полупроводниках.

19. Электропроводность полупроводников в сильном электрическом поле.

Оценочные средства контроля и аттестации студента:
вопросы для оценки качества освоения дисциплины

1. Проводниковые материалы.

2. Полупроводниковые материалы.

3. Диэлектрические материалы.

4. Физическая природа электропроводности металлов.

5. Квантовая статистика электронов в металле.

6. Температурная зависимость удельного электросопротивления металлических проводников.

7. Влияние структурных дефектов и примесей на удельное сопротивление металлов. Электрические свойства металлических сплавов.

8. Сопротивление проводников на высоких частотах. сопротивление тонких металлических пленок.

9. Контактные явления и термо-э.д.с.

10. Собственные и примесные полупроводники.

11. Основные и неосновные носители заряда.

12. Температурная зависимость концентрации носителей заряда.

13. Механизмы рассеяния и подвижность носителей заряда.

14. Температурная зависимость удельной проводимости.

15. Неравновесные носители заряда и механизмы рекомбинации.

16. Оптические и фотоэлектрические свойства явления в полупроводниках. 17. Термоэлектрические явления в полупроводниках.

18. Эффект Холла в полупроводниках.

19. Электропроводность полупроводников в сильном электрическом поле.

20. Поляризация диэлектриков.

21. Токи смещения и электропроводность диэлектриков.

22. Потери в диэлектриках.

23. Пробой диэлектриков.

24. Пассивные диэлектрики.

25. Активные диэлектрики.

26. Оптические свойства наночастиц металлов. Плазмонный резонанс.

27. Оптические свойства полупроводниковых наночастиц. Квантоворазмерный эффект.

28. Зонная структура нанокристаллов.

29. Поверхность нанокристаллов (дефекты координации и барьерное ограничение).

30. Сокращение длины связей в приповерхностном слое.

31. Поверхностный потенциальный барьер.

32. Сокращение поверхностных связей, энергия связывания и отношение поверхности к объему.

33. Зависимость зонной структуры от размера наночастиц.

Автор программы: __________________ (Костин К.А.)



Похожие документы:

  1. «Формирование портфеля корпоративной социальной деятельности ОАО "Императорский Фарфоровый Завод" на основе анализа международных практик», представленной в службу обеспечения программ бакалавриата для последующей передачи в государственную аттестационную комиссию для публичной защиты, не содержится элементов плагиата

    Документ
    ... программы, профиль – Международный менеджмент МАКАРОВОЙ Марии Сергеевны (подпись) Научный руководитель: к.э.н., доцент ... т.д.); научные статьи и монографии авторов в области менеджмента и, ... . 2016). Костин Алексей Евгеньевич: ... /7079-kostin-aleksey- ...
  2. Секция «Биотехнология растений и животных»

    Документ
    ... руководитель – к.б.н., доцент кафедры биотехнологии и ... Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Костин В.В., Рябцев С.А. Концепция ... данным исследований авторов ассоциация c ... с помощью программы приложения Microsoft ... Kolleg, Astana, Kazakhstan (2010); 45- ...

Другие похожие документы..