Программа 011200 07. 68 "Физика наносистем и наноэлектроника"



НазваниеПрограмма 011200 07. 68 "Физика наносистем и наноэлектроника"
страница1/4
Дата23.07.2013
Размер0.56 Mb.
ТипПрограмма
источник
  1   2   3   4

Аннотация основной образовательной программы

по направлению подготовки

011200.68Физика


Магистерская программа 011200_07.68 – "Физика наносистем и наноэлектроника"


Квалификация (степень) - Магистр физики

Нормативный срок обучения - 2 года

Контакты:

ФИО: Профессор Югай К.Н.

Телефон: 225673

Электронная почта: yugay@omsu.ru

Области профессиональной деятельности: являются все виды наблюдающихся в природе физических явлений, процессов и структур, в том числе физика наносистем и наноэлектроника

Виды профессиональной деятельности: научно-исследовательская; научно-инновационная; организационно-управленческая; педагогическая, просветительская.



Вид деятельности

Содержание деятельности

Научно-исследовательская; научно-инновационная; организационно-управленческая; педагогическая, просветительская.

Научно-исследовательская деятельность:

проведение научных исследований поставленных проблем;

формулировка новых задач, возникающих в ходе научных исследований;

работа с научной литературой с использованием новых информационных технологий, слежение за научной периодикой;

проведение физических исследований по заданной тематике;

выбор технических средств, подготовка оборудования, работа на экспериментальных физических установках;

выбор необходимых методов исследования;

анализ получаемой физической информации с использованием современной вычислительной техники;

научно-инновационная деятельность:

применение результатов научных исследований в инновационной деятельности;

разработка новых методов инженерно-технологической деятельности;

участие в формулировке новых задач и разработке новых методических подходов в научно-инновационных исследованиях;

обработка и анализ полученных данных с помощью современных информационных технологий;

организационно-управленческая деятельность:

участие в организации научно-исследовательских и научно-инновационных работ, контроль за соблюдением техники безопасности;

участие в организации семинаров, конференций;

составление рефератов, написание и оформление научных статей;

участие в подготовке заявок на конкурсы грантов и оформлении научно-технических проектов, отчетов и патентов;

участие в организации инфраструктуры предприятий, в том числе информационной и технологической;

педагогическая (в установленном порядке в соответствии с полученной дополнительной квалификацией) и просветительская деятельность:

подготовка и ведение семинарских занятий и лабораторных практикумов;

руководство научной работой бакалавров;

проведение кружковых занятий по физике.




^ Наиболее значимые компетенции, формируемые в ходе освоения ООП (перечень): профессиональные: способность свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой); способность использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности; способность самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта; способность использовать свободное владение профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий; способность свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач; способность свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации; способность проводить свою профессиональную деятельность с учетом социальных, этических и природоохранных аспектов; способность использовать углубленные знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов.


  1. ^ Аннотации дисциплин:

Аннотация дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании»

Целью дисциплины: является ознакомление студентов с основами применения компьютерных технологий в проведении экспериментов, моделировании различных физических процессов, использование компьютерной техники в образовании.

^ Задачи дисциплины:

  1. Научить применять различные компьютерные технологии для их использования в научных исследованиях и обучении.

  2. Раскрыть возможности применения современных компьютерных технологий в задачах моделирования физических явлений, обработки экспериментальных данных и поиска научной информации.

Краткое содержание дисциплины

  • Введение в курс «Компьютерные технологии в науке и образовании» (КТ).

  • Аппаратное обеспечение современных КТ.

  • Информационные сетевые технологии.

  • Автоматизированные системы в научных исследованиях (НИ).

  • КТ на этапах сбора и предварительной обработки информации.

  • КТ в теоретических исследованиях (ТИ).

  • КТ в научном эксперименте, моделирование и обработка результатов НИ.

  • КТ в оформлении результатов НИ. Процесс и средства оформления научных работ.

^ Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина «Компьютерные технологии в науке и образовании» относится к базовой части общенаучного цикла, изучается студентами в осеннем и в весеннем семестре 1 курса магистерских программ «Физика плазмы» и «Информационные процессы и системы» вместе со специальными главами высшей математики и физики, иностранным языком, что весьма полезно для усвоения материала. В рамках данной дисциплины студент приобретет знания основ устройства персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей; интерфейса пользователя; разделение функций между операционной системой и прикладными программами; классификации, назначение и современный арсенал прикладных программ; тип и моделей данных; средств и структуры, используемых для хранения данных на машинных носителях. Приобретает умения самостоятельно работать с современными прикладными программами, систем автоматического проектирования, поисковыми системами. Получает навыки определяться в наборе необходимых данных и методиках, для проведения научной обработки информации при проведении теоретических и экспериментальных исследований. В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции: способность использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4). Дисциплина обеспечивает формирование у студентов общих (инструментальных, межличностных, системных) и специальных компетенций второго образовательного уровня в области компьютерных технологий в науке и образовании. Для изучения дисциплины студент должен обладать знаниями, полученными при изучении дисциплин: курс общей физики (электричество и магнетизм, оптика, атомная физика), основы радиоэлектроники, математические дисциплины, «Информатика и вычислительная техника», «Основы теории колебаний», «Теоретические основы радиотехники», «Основы радиоэлектроники», «Цифровая обработка сигналов» из которого студенты должны владеть такими понятиями как колебательная система, частотная характеристика для аналоговых и цифровых цепей, умениями расчета радиоэлектронных устройств и использования компьютерной техники.

Аннотация дисциплины

«Иностранный язык»

Цель и задачи: достижение практического владения языком, позволяющего использовать его в научной работе, а также для профессиональной коммуникации.

^ Место дисциплины в структуре ООП: общенаучный цикл, базовая часть

Краткое содержание: Программа отражает связь дисциплины «иностранный язык» с другими дисциплинами учебного плана. Осуществление межпредметных связей позволяет студентам увидеть одно и то же явление с разных точек зрения, получить целостное представление о нём. Связь с профессиональными дисциплинами ООП по физике определяет и обусловливает структуру курса, который отражает последовательность этапов работы исследователя над научной проблемой. Таким образом, данная дисциплина способствует овладению способами проведения исследования и формирует соответствующие компетенции. Дисциплина предполагает изучение следующих разделов: 1) Вводно-коррективный курс; 2) Практика письменной и устной речи; 3) Практикум по переводу.

^ Основные результаты обучения:

Знать языковые средства (лексические, грамматические, фонетические), на основе которых формируются и совершенствуются базовые умения говорения, аудирования, чтения и письма; подъязык специальности; особенности специальной лексики; стратегии и тактики построения устного дискурса и письменного текста

Уметь использовать формулы речевого общения для формулирования собственной точки зрения; установить и поддержать контакты с зарубежными коллегами с целью обмена профессионального опыта; получать информацию (на иностранном языке) в профессиональной сфере; выделять специальную информацию в научных текстах; работать с электронными специальными словарями, энциклопедиями и удаленными библиотечными каталогами университетов мира; составлять глоссарии по специальной лексике на иностранном языке; составить реферат по материалам источников на иностранном языке

Владеть способностью взаимодействия в процессе профессиональной деятельности, которая предполагает потребление, передачу и производство профессионально-значимой информации; чтением специальной литературы как способом приобщения к последним мировым научным достижениям в своей профессиональной области, как выражением потребности в профессиональном росте (в научных или практических целях); оформлением профессионально-значимых текстов (устных и письменных) включая научную статью и электронное письмо.


^ Аннотация дисциплины

"Современные проблемы физики"


Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы.


Форма контроля: зачет.


Предполагаемый(е) семестр(ы): 2-й.

Цель дисциплины: дать обучающемуся знания современных проблем физики в области нанофизики и нанотехнологий и физики конденсированного состояния; позволить обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по современным проблемам физики в области нанофизики и нанотехнологий и физики конденсированного состояния

для студентов по направлению подготовки Физика 011200.68 по направлению подготовки магистра

Физика наносистем и наноэлектроника 011200_07.68.

Задачи дисциплины:

  1. Познакомить студентов с наиболее актуальными проблемами физики конденсированного состояния и нанофизики.

  2. Раскрыть понимание тенденции развития физики конденсированного состояния и нанофизики.

  3. Дать представление о конкретных нерешённых задачах физики конденсированного состояния и нанофизики.


Краткое содержание дисциплины

  1. Квантовые эффекты в нелинейных задачах.

  2. Двумерные электронные системы.

  3. Interface Superconductivity.

  4. Сверхпроводящие наночастицы.

  5. Bound States and Superconductivity.

  6. From superconducting nanostructures to "room" superconductors.

  7. Молекула – наночастица – объёмная структура: природа фундаментальных отличий их свойств.

  8. Графен.


Место дисциплины в структуре ООП: относится к дисциплинам профессионального цикла, базовая часть.

В рамках данной дисциплины студент должен знать структуру научного знания; структуру научного исследования как деятельности; иметь систему базовых знаний по специальности и смежным наукам; уметь формулировать задачи и применять методы научного исследования, отражающие состояние данной научной области.

Дисциплина "Современные проблемы физики" тесно связана со следующими дисциплинами учебного плана: "Физика сверхпроводимости"; "Квантовая теория твёрдого тела"; "Физика магнитных явлений ".

Для изучения данной дисциплины необходимо знание курса квантовой механики, электродинамики, статистической физики и физической кинетики в объёме стандартной университетской программы, физики сверхпроводимости.

Данной дисциплине должны предшествовать дисциплины "Физика сверхпроводимости"; "Нанофизика и нанотехнологии".

Аннотация дисциплины

«История и методология наук»

Цель и задачи: Создание представлений о естествознании как о логически единой, непрерывно и закономерно развивающейся системе знаний о мире

Задачи дисциплины: формирование философских понятий и представлений в приложении к естествознанию; создание у студента целостного системного представления естественнонаучной системы мира; формирование и развитие философского подхода к проблемным вопросам естествознания; развития умения постановки решения общих философско-методологических проблем.

^ Место дисциплины в структуре ООП: профессиональный цикл, базовая часть

Краткое содержание История естествознания. Структура научного знания. Модели развития науки.. Развитие научного знания. Философия физики. Типы междисциплинарности. Эмпирическое и теоретическое знание

^ Основные результаты обучения:

Знать основные этапы возникновения естественных наук; основные философские концепции современного естествознания; специфические особенности естественнонаучного мышления; критерии и нормы научности; границы научного метода; логику и закономерности развития естествознания

Уметь использовать в профессиональной деятельности знания философских проблем естественных наук; использовать методологию философского познания

Владеть методами и приемами научного и философского анализа; приемами работы с философскими текстами, посвященными проблемам естествознания; приемами и методами устного и письменного изложения базовых знаний по философии естественных наук.


^ Аннотация дисциплины

"Квантовая теория твёрдого тела"


Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц.

Форма контроля: экзамен.

^ Предполагаемый(е) семестр(ы): 1.

Цель дисциплины: Изучение физических процессов в квантовой системе многих частиц, образующих твердые тела, введение представлений о квазичастицах и элементарных возбуждениях в твердых телах, выделение коллективных эффектов в поведении систем, состоящих из огромного числа частиц

^ Задачи дисциплины:

  1. Изучение студентами основных принципов квантовомеханического подхода к феноменологическому и модельному описанию физических процессов в кристаллических твердых телах, основанных на методе вторичного квантования и процедуре диагонализации гамильтониана рассматриваемых макроскопических систем.

  2. Ознакомление с основными видами квазичастиц - элементарных возбуждений, возникающих в различных типах твердых тел, условиями их введения и приближениями, используемыми для получения законов дисперсии элементарных возбуждений.

  3. Демонстрация различных типов квазичастиц и элементарных возбуждений, возникающих в твердых телах, как непосредственных объектов применения изученных в курсе "Статистической физики" статистических методов описания свойств идеальных систем.

  4. Ознакомление с основными эффектами влияния дефектов структуры на энергетический спектр элементарных возбуждений и их физические свойства.

  5. Формирование у студентов навыков решения сложных физических задач и умения правильной трансформации физических идей описываемого процесса в его обобщенную математическую модель.

6. Развитие у студентов научного подхода к описанию многообразных физических явлений в твердых телах.

Краткое содержание дисциплины

1. Введение.

Кристаллическая структура твердых тел. Трансляционная симметрия, пространственная решетка, обратная решетка кристаллов.

Квантовые следствия трансляционной симметрии кристаллов.

Собственные значения и собственные функции оператора трансляции. Симметрия и стационарные состояния кристаллов. Зонная структура.

^ 2. Колебания кристаллической решетки. Фононы.

Фононы в ковалентных и молекулярных кристаллах: а) фононы в одномерном кристалле с одним атомом в элементарной ячейке, б) фононы в одномерном кристалле с двумя атомами в элементарной ячейке, в) фононы в трехмерном кристалле, г) взаимодействие между фононами. Фононы в ионных кристаллах: а) макроскопическая теория оптических ветвей колебаний, б) макроскопическая теория поляритонов.

^ 3. Плазменные волны в твердых телах. Плазмоны.

Плазменные колебания в металлах и полупроводниках как коллективное движение электронов. Длинноволновое приближение. Плазмоны. Приближение хаотических фаз. Критическое значение волнового вектора, разделяющего коллективное движение электронов от одночастичного. Экранирование кулоновского взаимодействия электронов.

^ 4-5. Электронные свойства кристаллов

Электроны в периодическом поле. Одноэлектронные состояния. Приближение эффективной массы. Вычисление эффективной массы электрона. Приближенные методы вычисления одноэлектронных состояний: а) приближение почти свободных электронов, б) приближение сильной связи, в) методы линейной комбинации атомных функций и присоединенных плоских волн. Вторичное квантование системы электронов: а) представление чисел заполнения, б) дырочное представление. Типы твердых тел. Зонная картина. Изоэнергетические поверхности, плотность электронных состояний. Экситоны Ванье-Мотта. Экситоны Френкеля.

^ 6-7. Электрон-фононное взаимодействие.

Физическая природа электрон-фононного взаимодействия, эффекты и явления, обусловленные электрон-фононным взаимодействием. Метод потенциала деформации в ковалентных кристаллах. Перенормировка спектра медленных электронов. Особенности электрон-фононного взаимодействия в ионных кристаллах. Поляроны. Квазиклассическое описание, модель полярона Фрелиха, вариационный описание Пекара поляронных состояний. Квантовая теория взаимодействия электронов с фононами в ионных кристаллах.

^ 8. Спиновые волны. Магноны.

Классификация магнитных материалов. Физические свойства магнитных материалов. Модель Гейзенберга, ХУ-модель, модель Изинга. Спиновые волны в ферромагнетиках. Магноны. Закон дисперсии магнонов в ферромагнетиках. Спиновые волны в антиферромагнетиках. Закон дисперсии магнонов в антиферромагнетиках.

^ 9. Влияние дефектов структуры на спектр элементарных возбуждений.

Типы дефектов структуры. Влияние точечных дефектов структуры кристалла на зонную картину электронного спектра. Влияние точечных дефектов структуры на спектр колебаний решетки. Влияние дефектов структуры на диффузию и ионную проводимость в кристаллах. Влияние поверхности на электронный энергетический спектр. Электронные поверхностные состояния. Поверхностные плазменные колебания и их вклад в контактное взаимодействие различных типов твердых тел.


^ Место дисциплины в структуре ООП: относится к дисциплинам общенаучного цикла, базовая часть.

В рамках данной дисциплины студент должен знать фундаментальные математические и естественнонаучные принципы, лежащие в основе профессиональной деятельности; уметь применять глубокие математические и естественнонаучные знания при решении физических задач; владеть навыками применения математического аппарата для решения нанофизических задач.

Курс «Квантовой теории твердого тела» опирается на знания, полученные студентами в ходе изучения дисциплин "Теоретическая механика", "Квантовая механика" и "Статистическая физика" из общего курса теоретической физики. Реализуется в 1 семестре 1 курса. Перемещение дисциплины в другие учебные семестры не рекомендуется.

Аннотация дисциплины

«Функции Грина в физике конденсированного состояния»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц.

^ Форма контроля: экзамен.

Предполагаемый(е) семестр(ы): 1.

Цель дисциплины: научить обучающегося современному, наиболее эффективному, способу описания свойств многочастичных систем; дать возможность использования этого метода для решения своих конкретных нанотехнологических задач; позволить обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по физике наносистем, наноэлектронике, сверхпроводящим наноструктурам

для студентов по направлению подготовки Физика 011200.68 по направлению подготовки магистра

Физика наносистем и наноэлектроника 011200_07.68.

Задачи дисциплины:

  1. Познакомить студентов с современным способом описания сложных многочастичных систем.

  2. Раскрыть понимание использования этого метода для решения конкретных нанотехнологических задач.

  3. Дать представление о современных проблемах в физике многочастичных систем, в частности, наносистем.

  4. Дать возможность обучающемуся читать и понимать текущую журнальную научную литературу по физике наносистем, наноэлектронике, сверхпроводящим наноструктурам.

Краткое содержание дисциплины

  1. Вторичное квантование. Бозе-частицы.

  2. Вторичное квантование. Ферми-частицы.

  3. Одночастичная функция Грина: определения.

  4. Связь между функцией Грина и физическими величинами.

  5. Физический смысл функции Грина.

  6. Одночастичная функция Грина для системы невзаимодействующих электронов.

  7. Фурье-образ функции Грина для системы невзаимодействующих электронов.

  8. Функция Грина в представлении взаимодействия.

  9. Теорема Вика (Т=0).

  10. Теорема о связности.

  11. Диаграммное разложение функции Грина.

  12. Правила построения диаграмм для одночастичной функции Грина.

  13. Вакуумная амплитуда.

  14. Вычисление энергии основного состояния.

  15. Плотность состояний.

  16. Аналитические свойства одночастичной функции Грина.

  17. Уравнение Дайсона.

  18. Приближение случайных фаз.

  19. Эффективный потенциал взаимодействия. Поляризационный оператор.

  20. Самосогласованная теория возмущений.

  21. Термодинамическая теория возмущений.

  22. Температурные функции Грина бозе-систем.

  23. Температурные функции Грина ферми-систем.

  24. Температурные функции Грина. Представление взаимодействия.

  25. Температурные функции Грина невзаимодействующих частиц.

  26. Теорема Вика при Т0.

  27. Диаграммная техника вычисления температурных функций Грина бозе-систем.

  28. Правила диаграммной техники для бозе-систем (Т0).

  29. Особенности диаграммной техники для гамильтонианов, не сохраняющих число частиц (бозе-системы).

  30. Диаграммная техника для ферми-систем (Т0).

  31. Суммирование диаграммных рядов.

  32. Функция Грина для фононов.

  33. Электрон-фононное взаимодействие.

  34. Двухчастичная функция Грина.

  35. Вершинная часть.

  36. Функции Грина неравновесной системы.

  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:



Если Вам понравился наш сайт, Вы можеть разместить кнопку на своём сайте или блоге:
refdt.ru


©refdt.ru 2000-2013
условием копирования является указание активной ссылки
обратиться к администрации
refdt.ru