РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
__________ _____________ 201__г.
ПЛАЗМЕННЫЕ ЭМИССИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов направления 011200.68 – Физика,
магистерская программа «Физика наноструктур и наносистем»
Очная форма обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы ________________________/Удовиченко С.Ю./
«______»___________201__г.
Рассмотрено на заседании кафедры Микро- и нанотехнологий
«___» ____________ 201__г., протокол № __.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
Объем ____ стр.
Зав. кафедрой __________________/Кислицын А.А./
Рассмотрено на заседании УМК ИФиХ «__»_______201__ г., протокол № __.
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________/Креков С.А./
«______»_____________201__г.
«СОГЛАСОВАНО»:
И.о директора ИБЦ________________________/Ульянова Е.А.
«______»_____________201__г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/ Фарафонова И.Ю./
«______»_____________201__ г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт физики и химии
Кафедра микро- и нанотехнологий
УДОВИЧЕНКО С.Ю.
ПЛАЗМЕННЫЕ ЭМИССИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов направления
011200.68 – Физика,
магистерская программа «Физика наноструктур и наносистем»
очная форма обучения
Тюменский государственный университет
2013
Удовиченко Сергей Юрьевич. Плазменные эмиссионные системы. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления
011200.68 Физика, магистерская программа «Физика наноструктур и наносистем», очная форма обучения. Тюмень, 2013, ___ стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте
ТюмГУ: Плазменные эмиссионные системы [электронный ресурс] / Режим
доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой микро- и нанотехнологий. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой микро- и нанотехнологий, д.ф.-м.н., профессор Кислицын А.А.
© Тюменский государственный университет, 2013.
© Удовиченко С.Ю., 2013.
1. Пояснительная записка:
1.1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является изучение особенностей газоразрядной плазмы и основных характеристик газовых разрядов как генераторов заряженных частиц в плазменных эмиссионных системах. Рассмотрены плазменные эмиссионные системы на базе тлеющих и дуговых разрядов. Данный курс имеет целью изучение устройства и принципов
действия современных плазменных ускорителей, ионно-плазменных систем и плазменных
источников ионных и электронных пучков, а также их применения в пучково-плазменных
технологиях по модификации конструкционных материалов и созданию наноматериалов в
промышленности и прикладных задачах.
Задачи учебного курса:
– познакомить студентов с элементарными процессами, протекающими в тлеющих
и дуговых газовых разрядах;
– научить студентов рассчитывать основные характеристики разрядов и применять
их для разработки конструкций плазменных эмиссионных систем;
– познакомить студентов с процессами генерации заряженных частиц в плазме газовых разрядов, процессов формирования плазменных потоков и потоков заряженных частиц, их транспортировки из области генерации к зоне взаимодействия с мишенью (изделием);
– познакомить студентов с принципами действия современных плазменных эмиссионных систем и дать навыки, необходимые при разработке и применении этих систем;
– дать представление о сферах применения плазменных эмиссионных систем в области микро- и нанотехнологий.
1.2.
Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Плазменные эмиссионные системы» – это дисциплина, которая входит в профильную (вариативную) часть магистерской программы.
Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные (или
приобретаемые параллельно) в результате освоения предшествующих дисциплин: «Физика плазмы», «Электродинамика», «Вакуумная техника и технологии», «Электронная и
ионная оптика».
Освоение дисциплины «Плазменные эмиссионные системы» необходимо при последующем изучении дисциплин магистерской программы « Физика наноструктур и
наносистем»: «Пучково-плазменные технологии для конструкционных материалов»,
«Конструкционные наноматериалы» и «Специальные нанотехнологии и нанодиагностика».
1.3. В результате освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими
компетенциями:
 способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
 способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми
для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской
программой) (ПК-1);
 способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);
 способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);
 способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза
физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:
– элементарные процессы,
протекающие в тлеющих и дуговых газовых разрядах;
– процессы
генерации заряженных частиц в плазме газовых разрядов;
– процессы
формирования плазменных потоков и потоков заряженных частиц;
– условия транспортировки заряженных частиц из области генерации к зоне взаимодействия с мишенью (изделием);
– принципы
– виды
действия современных плазменных эмиссионных систем;
плазменных эмиссионных систем и их особенности;
– устройство основных конструкций плазменных эмиссионных систем, созданных
на базе тлеющего и дугового разрядов;
области применения плазменных эмиссионных систем, предназначенных для
микро- и нанотехнологий.
–

Уметь:
– рассчитывать основные характеристики газовых разрядов;
– применять результаты расчетов характеристик газовых разрядов для разработки
конструкций плазменных эмиссионных систем;
– выбирать плазменную эмиссионную систему для реализации определенной микро- или нанотехнологии.

–
Владеть:
навыками разработки конструкций плазменных эмиссионных систем;
2. Трудоемкость дисциплины.
Данная дисциплина читается в первом семестре. Форма промежуточной аттестации
– зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа
Таблица 1.
Тематический план
1
2
1. 1Особенности плазмы газового разряда. Элементарные процессы.
Проводимость, экранировка заряда
и плавающий потенциал в плазме.
3
4
1,2 2
5
2
2. Плазма положительного столба
разряда. Амбиполярная диффузия
и процессы переноса в плазме. Баланс заряженных частиц. Газоразрядная плазма во внешних скрещенных электрическом и магнитном полях.
З,4 2
Из них в
интерактивной
форме
Формы
контроля
7
4
4
2
4
4
Докладпрезентация
5,6 2
2
4
4
Докладпрезентация
4. Общая характеристика вакуумно- 7,8 2
дугового разряда. Вакуумные дуговые источники плазмы. Холловские плазменные ускорители. Конструкции и применение плазменных ускорителей в технологии.
2
4
4
Докладпрезентация
5. Особенности тлеющих разрядов
при низких давлениях. Диодные и
многоэлектродные системы распыления. Магнетронные системы
распыления. Применение тлеющего разряда для ионно-ваку-умной
обработки.
2
2
4
4
Докладпрезентация
6. ПЭС для ионной очистки, травле- 11, 2
ния и нанесения проводящих по- 12
крытий. Плазменная система для
2
4
4
Докладпрезен-
3.
Виды плазменных эмиссионных
систем (ПЭС). Общие характеристики газоразрядных камер ПЭС.
Методы повышения эффективности генерации заряженных частиц.
Процессы в области экстракции и
первичного формирования потоков
заряженных частиц в системах с
плазменным эмиттером.
9,
6
самостоятельная
работа*
семинарские
(практические)
занятия*
лабораторные
занятия*
виды учебной работы
и самостоятельная работа, в час.
лекции*
Тема
недели семестра
№
10
9
Докладпрезентация
ионной очистки и травления диэлектриков.
Многоэлектродный
модуль с тлеющим разрядом на базе вакуумного дугового разряда.
2
4
4
Докладпрезентация
8. Пучковые - плазменные техноло15, 2
гии для модификации поверхности: 16
очистки, травления и термообработки поверхности. Ионная имплантация.
2
4
4
Докладпрезентация
9. Универсальный комплекс источников заряженных частиц. Электрофизические пучково-плазменные
установки для промышленных технгий. Технологический комплекс«НАНОФАБ-100».
2
4
4
Докладпрезентация
18
36
36
18
18
7.
Преимущества и особенности пучковых технологий. Плазменные
источники пучков заряженных частиц на базе горячих и холодных
катодов. Широкоапертурный источник ионов для технологических
целей.
тация
13, 2
14
17, 2
18
Итого
18
Из них в интерактивной форме
Таблица2.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
Темы
1. 1 Особенности плазмы газового раз-
ряда. Элементарные процессы.
Проводимость, экранировка заряда
и плавающий потенциал в плазме.
2.
3.
Плазма положительного столба
разряда. Амбиполярная диффузия
и процессы переноса в плазме. Баланс заряженных частиц. Газоразрядная плазма во внешних скрещенных электрическом и магнитном полях.
Виды плазменных эмиссионных
систем (ПЭС). Общие характеристики газоразрядных камер ПЭС.
Методы повышения эффективности генерации заряженных частиц.
Процессы в области экстракции и
первичного формирования потоков
заряженных частиц в системах с
Виды СРС
обязательные
дополнительные
1. Работа с учебной
литературой.
Неделя
семестра
Докладпрезентация
2
Докладпрезентация
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
1. Работа с учебной
литературой.
2. Выполнение домашнего задания
Объем часов
4
4
3. Проработка лекций
1. Работа с учебной
литературой.
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
Докладпрезентация
6
4
плазменным эмиттером.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Общая характеристика вакуумнодугового разряда. Вакуумные дуговые источники плазмы. Холловские плазменные ускорители. Конструкции и применение плазменных ускорителей в технологии.
Особенности тлеющих разрядов
при низких давлениях. Диодные и
многоэлектродные системы распыления. Магнетронные системы
распыления. Применение тлеющего разряда для ионно-вакуумной
обработки.
1. Работа с учебной
литературой.
8
Докладпрезентация
10
Докладпрезентация
12
Докладпрезентация
14
Докладпрезентация
16
Докладпрезентация
18
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
1. Работа с учебной
литературой.
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
ПЭС для ионной очистки, травления и нанесения проводящих покрытий. Плазменная система для
ионной очистки и травления диэлектриков.
Многоэлектродный
модуль с тлеющим разрядом на
базе вакуумного дугового разряда.
1. Работа с учебной
литературой.
Преимущества и особенности
пучковых технологий. Плазменные
источники пучков заряженных частиц на базе горячих и холодных
катодов. Широкоапертурный источник ионов для технологических
целей.
1. Работа с учебной
литературой.
Универсальный комплекс источников заряженных частиц. Электрофизические пучково-плазменные установки для отработки
промышленных технологий.
1. Работа с учебной
литературой.
Зондовые системы формирования
пучков заряженных частиц. нанотехнологический комплекс
«НАНОФАБ-100».
Докладпрезентация
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
1. Работа с учебной
литературой.
4
2. Выполнение домашнего задания
3. Проработка лекций
ИТОГО:
36
3.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
Наименование обеспе- Темы дисциплины необходимых для изучения обеспечивачиваемых (последуюемых (последующих) дисциплин
щих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Пучковоплазменные техноло+
+
+
+
+
+
+
гии для конструкционных материалов
2.
Конструкционные
+
+
+
+
+
+
3.
наноматериалы
Специальные нанотехнологии и нанодиагностика
+
+
+
+
+
+
4. Содержание дисциплины.
Тема 1. Особенности плазмы газового разряда. Элементарные процессы.
Проводимость, экранировка заряда и плавающий потенциал в плазме. Определяются
типы газовых разрядов, которые используются в технологических пучково – плазменных
процессах. Рассматриваются взаимодействия в плазме между заряженными и нейтральными
частицами; между частицами, находящимися в различных энергетических состояниях; между частицами и окружающими газоразрядную плазму поверхностями в зависимости от рода ионизованного газа, степени его ионизации, плотности и температуры, от вида газового разряда. Даются
понятия плавающего потенциала и глубины проникновения электрического поля в плазме.
Тема 2. Плазма положительного столба разряда. Амбиполярная диффузия и
процессы переноса в плазме. Баланс заряженных частиц. Газоразрядная плазма во
внешних скрещенных электрическом и магнитном полях. Определяются отличия амбиполярного движения от униполярного движения заряженных частиц в плазме. Приводится гидродинамическое уравнение баланса заряженных части. Рассматривается движение заряженных частиц плазмы, помещенной во внешние электрическое и магнитное поля.
Тема 3. Виды плазменных эмиссионных систем (ПЭС). Общие характеристики газоразрядных камер ПЭС. Методы повышения эффективности генерации заряженных частиц. Процессы в области экстракции и первичного формирования потоков заряженных частиц в системах с плазменным эмиттером. Рассматриваются различные виды плазменных эмиссионных систем, их достоинства и недостатки, а также области применения. Даются методы повышению эффективности генерации заряженных
частиц за счет выбора оптимальной геометрии газоразрядной ячейки и наложения на нее
внешних электрического и магнитного полей, а также подачи отрицательного потенциала
на стенки камеры. Рассматриваются процессы, протекающие на эмиссионной границе
плазмы и в ионно-оптической системе.
Тема 4.. Общая характеристика вакуумно - дугового разряда. Вакуумные
дуговые источники плазмы. Холловские плазменные ускорители. Конструкции и
применение плазменных ускорителей в технологии. Рассматриваются виды вакуумной
дуги и способы возбуждения дугового разряда. Описываются катодные пятна первого,
второго и третьего рода. Даются характеристики катодных пятен. Рассматриваются магнитные системы отклонения и фокусировки плазменного потока, а также сепарация капельной фракции.
Тема 5. Особенности тлеющих разрядов при низких давлениях. Магнетронные системы распыления. Применение тлеющего разряда для ионно-вакуумной обработки. Рассматривается разряд низкого давления. Приводятся кривая Пашена и обобщенная модель газоразрядной камеры (ГРК) на базе несамостоятельного тлеющего разряда. Рассматриваются пограничные слои в ГРК. Приводятся основные типы конструкций
магнетронных систем распыления и области применения метода магнетронного осаждения покрытий.
Тема 6. ПЭС для ионной очистки, травления и нанесения проводящих покрытий. Диодные и многоэлектродные системы распыления. Плазменная система
для ионной очистки и травления диэлектриков. Многоэлектродный модуль с тлеющим разрядом на базе вакуумного дугового разряда. Даются типичные конструкции и
значения основных параметров диодных и многоэлектродных систем распыления. Рассматриваются особенности очистки диэлектрических поверхностей ионными потоками.
Описывается триодная система для очистки и травления диэлектриков на постоянном токе. Рассматривается применение многоэлектродных ионно-плазменных систем для комбинированной обработки материалов – насыщения поверхностного слоя легирующим
элементом с последующим нанесением упрочняющего покрытия.
Тема 7. Преимущества и особенности пучковых технологий. Плазменные источники пучков заряженных частиц на базе горячих и холодных катодов. Широкоапертурный источник ионов для технологических целей. Рассматриваются преимущества и недостатки современных пучковых технологий по сравнению с традиционными
ионно-плазменными технологиями. Описывается принцип работы газоразрядных ячеек
на базе горячих и холодных катодов. Дается устройство полых и магнетронных (прямого
и обращенного) катодов. Представляются конструкции источников ионных и электронных
пучков, созданных на базе тлеющего и дугового разрядов, а также конструкция широкоаперурного источника ионов, состоящего из дуоплазмотрона с полым холодным катодом и
газоразрядной ячейки Пенинга. Обсуждается возможность использования последнего источника ионов для травления полупроводников и диэлектриков
Тема 8. Универсальный комплекс источников заряженных частиц. Электрофизические пучково-плазменные установки для отработки промышленных технологий. Представляется прототип промышленной универсальной установки, на которой проводятся различные технологические процессы одновременно с помощью плазменных источников пучков ионов и электронов и источника плазменной струи. Описывается
устройство пучково-плазменных установок, предназначенных для отработки промышленных нанотехнологий – создания термобарьерных слоев на лопатках турбинных двигателей
и антикоррозионных покрытий на трубах нефтегазового комплекса и т.д.
Тема 9. Зондовые системы формирования пучков заряженных частиц. Нанотехнологический комплекс «НАНОФАБ -100». Даны принципы формирования электронного пучка в сканирующем электронном микроскопе и схема формирования сфокусированного пучка тяжелых ионов низкой энергии в устройствах FIB. Представляется
«НАНОФАБ – 100» - модульная технологическая платформа для формирования нанотехнологических комплексов (НТК) с кластерной компановкой, в состав которой входит
электронный микроскоп и модуль FIB. Описываются устройство основных модулей,
назначение и аналитические возможности нанотехнологического комплекса «НАНОФАБ
– 100».
5. Планы практических занятий.
Тема 1. Анализ элементарных процессов в плазме в зависимости от рода ионизованного газа, степени его ионизации, плотности и температуры, от вида газового разряда (2 часа).
Тема 2. Изложение принципа действия магнетрона. Решение уравнений переноса в
магнетронной плазме в условиях амбиполярной диффузии. Расчет движения заряженных
частиц в скрещенных электрическом и магнитном полях. Определение скорости ионного
распыления катода (2 часа).
Тема 3. Расчет характеристик газоразрядных ячеек для различных плазменных
эмиссионных систем. Процессы на плазменной границе, в ускоряющем промежутке и в
ионно-оптической системе ПЭС (2 часа).
Тема 4. Расчет характеристик катодных пятен. Определение пространственного
распределения капельной фракции и влияния магнитного поля на процесс генерации капельной фракции. Управление перемещением катодных пятен с помощью магнитного поля. Расчет коэффициента катодной мощности. Расчет движения заряженных частиц в
Холловском ускорителе и принцип ускорения плазменной струи (2 часа).
Тема 5. Расчет математической модели газоразрядной камеры (ГРК) на базе несамостоятельного тлеющего разряда. Определение характеристик пограничных слоев ГРК.
Расчет основных характеристик магнетронной распылительной системы (2 часа).
Тема 6. Определение основных параметров диодных и многоэлектродных систем
распыления. Анализ картины распределения электрического поля и вычисление максимального тока разряда в триодной системе для очистки и травления диэлектриков на постоянном токе. Анализ процесса азотирования и нанесения износостойкого покрытия в
многоэлектродной ионно-плазменной системе для комбинированной обработки материалов (2 часа).
Тема 7. Определение условий тлеющего разряда в ГРК на базе холодного полого
катода, а также холодного прямого и обращенного магнетронов. Оценка условий работы
широкоапертурного источника ионов, предназначенного для травления полупроводников
и диэлектриков (2 часа).
Тема 8. Посещение лаборатории пучково-плазменных технологий НИИ прикладных
наук для знакомства с электрофизическими установками, предназначенными для отработки промышленных нанотехнологий. Демонстрация работы источников ионов металлов,
инертных газов и диэлектриков. (2 часа). Демонстрация установки для исследования и отработки ионных источников, размещенной в лаборатории физики плазмы.
Тема 9. Посещение нанотехнологического комплекса «НАНОФАБ – 100» в лаборатории материаловедения и нанотехнологий НИИ прикладных наук. Знакомство с устройством и условиями эксплуатации комплекса. Демонстрация работы: источников ионных
пучков с энергией до 30 КэВ, предназначенных для травления образцов и имплантации
ионов металлов и диэлектриков; модуля магнетронного распыления, предназначенного
для нанесения покрытий, и модуля плазменной струи, предназначенного для очистки поверхности (2 часа).
6. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Примерные вопросы на зачет
1. Какие типы газовых разрядов применяются в пучково-плазменных технологиях.
2. Перечислить основные элементарные процессы образования и гибели заряженных
частиц в низкотемпературной плазме.
3. На какую глубину проникает электрическое поле в плазму.
4. Как движутся заряженные частицы в плазме магнетрона под действием скрещенных электрического и магнитного полей.
5. Назовите виды плазменных эмиссионных систем (ПЭС).
6. Дайте общие характеристики газоразрядных камер ПЭС.
7. Что такое вакуумный дуговой разряд.
8. Из чего состоит вакуумный дуговой источник плазмы.
9. Принцип действия Холловского плазменного ускорителя. Как движутся заряженные частицы в этом ускорителе.
10. Типы катодных пятен и их отличие.
11. Для чего нужны отклоняющие и фокусирующие (дефокусирующие) магнитные системы в плазменных ускорителях.
12. Что такое тлеющий разряд.
13. Основные конструкции магнетронных систем.
14. Где применяются магнетронные распылительные системы.
15. Как проводится ионная очистка и травление диэлектриков.
16. В чем преимущества и особенности пучковых технологий.
17. Как устроены горячие и холодные катоды.
18. Как устроен источник ионов на базе тлеющего разряда (дуаплазмотрон) с полым и
магнетронным ( обращенным магнетронным) катодами.
19. Как устроен источник ионов металлов на базе дугового разряда.
20.
Как проводится модификация поверхности материалов: очистка, травление и термообработка поверхности.
21.
Что такое ионная имплантация.
22. Как устроен универсальный комплекс источников заряженных частиц.
23. Для чего предназначен технологический комплекс «НАНОФАБ -100».
24. Как устроен технологический комплекс «НАНОФАБ -100».
25. Аналитические возможности технологического комплекса «НАНОФАБ -100».
7. Образовательные технологии.
В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной
работы в процессе изучения дисциплины «Плазменные эмиссионные системы» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных
форм проведения занятий:
 лекции;
 практические занятия;
 работа в малых группах;
 ознакомление с пучково- плазменными электрофизическими установками в лаборатории физики плазмы, лаборатории пучково-плазменных технологий, лаборатории
материаловедения и нанотехнологий, лаборатории электоронной, зондовой микроскопии
рентгено-структурного анализа, расположенных в НИИ прикладных наук.
8.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
8.1 Основная литература:
1. Справочник Шпрингера по нанотехнологиям: в 3 т. : пер. с англ./ Науч.-произв.
комплекс "Технологический центр" Моск. гос. ин-та электронной техники ; ред. Б.
Бхушан. - Москва: Техносфера. - (Мир материалов и технологий). - ISBN 978-594836-261-8 Т. 3. - 2010. - 832 с.
2. Научные основы нанотехнологий и новые приборы: учеб. - моногр./ ред. Р. Келсалл, А. Хэмли, М. Геогеган ; пер. с англ. А. Д. Калашников. - Долгопрудный: Интеллект, 2011. - 528 с.
3. Неволин, В.К. Квантовая физика и нанотехнологии = Quantum Physics and
Nanotechnology/ В. К. Неволин. - Москва: Техносфера, 2011. - 128 с.
4. Удовиченко С.Ю. Пучково-плазменные технологии для модификации конструкционных материалов и создания наноматериалов.Учебное пособие. – С.Пб.:
ГУАП, 2009, 100 с.
8.2 Дополнительная литература:
1. Барченко В,Т., Удовиченко С.Ю. Плазменные эмиссионные системы. – С.Пб.:
«Технолит», 2008, 154 с.
2.
Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. – М.: Техносфера, 2004, 328 с.
3. Суздалев И.П. Нанотехнология: физикохимия нанокластеров, наноструктур и
наноматериалов. – М.:КомКнига, 2006, 592 с.
9. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием.
Код компетенции
Карта компетенций
Формулировка
компетенции*
Результаты
обучения в целом**
минимальный
Знает: Курс
общей физики.
Расширенный
курс теоретической физики.
Расширенный
курс высшей
математики.
ОК-1
Результаты обучения по уровням освоения материала
Умеет: Самостоятельно
Способность де- формулировать
новые эксперимонстрировать
углубленные зна- ментальные и
ния в области ма- теоретические
задачи, притематики и естеменять
знания
ственных наук.
в области физики и математики для их решения, разрабатывать новые
методы инженернотехнологической деятельности, составлять
математические модели
повышенный
Историю и методологию физиИсторию и методологию физических ческих наук. Понимает и глубоМесто естественных наук в
наук. Философские концепции еско осмысливает философские
выработке научного мировоз- тествознания, место естественных
концепции естествознания, мезрения. Курс общей физики. наук в выработке научного мисто естественных наук в выраКраткий курс теоретической ровоззрения. Курс общей физики.
ботке научного мировоззрения.
физики. Стандартный курс
Стандартный курс теоретической фи- Курс общей физики. Расшивысшей математики.
зики. Стандартный курс высшей мате- ренный курс теоретической фиматики.
зики. Расширенный курс высшей математики.
Использовать знания в области физики и математики в
профессиональной деятельности, профессионально
оформлять результаты физических исследований. Применять знания в области физики
и математики для проведения
научных исследований по заданной тематике.
базовый
Использовать знания в области физики и математики в профессиональной деятельности, профессиональной
коммуникации и межличностном общении, профессионально оформлять и
представлять результаты физических
исследований. Применять знания в области физики и математики для проведения научных исследований по поставленным проблемам и составлять
математические модели физических
процессов.
Оценочные
Виды занятий
средства
(лекции, прак(тесты,
тические, семи- творческие
нарские, лабоработы,
раторные)
проекты и
др.)
Использовать знания в области
физики и математики в профессиональной деятельности, про- Лекции, практи- выступления
фессиональной коммуникации
ческие, семина семинаи межличностном общении,
нарские
занятия
рах
профессионально оформлять и
представлять результаты физических исследований. Самостоятельно формулировать новые
экспериментальные и теоретические задачи, применять знания в области физики и математики для их решения, разрабатывать новые методы инженерно-технологической деятельности, составлять математические
модели физических процессов и
устанавливать количественные
ограничения для этих моделей.
физических
процессов и
устанавливать
количественные ограничения для этих
моделей.
ПК-1
Владеет:
Навыками выбора необходимых методов
и проведения
научных исследований по
поставленным
проблемам.
Знает: Современные компьютерные
программы для
способностью
составления
свободно владеть
фундаментальны- презентаций.
ми разделами физики, необходиУмеет: Аналимыми для решезировать полуния научночаемую физиисследовательческую инских задач (в соответствии со сво- формацию с
ей магистерской
использованипрограммой)
ем современной вычислительной техники.
Основами методологии научного познания при изучении
различных уровней организации материи, пространства и
времени. Навыками проведения физических исследований
по заданной тематике.
Основами методологии научного познания при изучении различных уровней организации материи, пространства и времени. Навыками выбора необходимых методов и проведения научных исследований по поставленным
проблемам.
Методологией научного познания при изучении различных
уровней организации материи,
пространства и времени. Навыками постановки и формулировки новых экспериментальных и теоретических задач, выбора необходимых методов их
решения, навыками в разработке новых методических подходов в научно-инновационных
исследованиях.
Необходимый минимум современных компьютерных технологий, применяемых при
сборе, хранении, обработке,
анализе и передаче физической информации. Современные компьютерные программы для составления презентаций.
Современные компьютерные технологии, применяемые при сборе,
хранении, обработке, анализе и передаче физической информации. Современные компьютерные программы
для составления презентаций.
Расширенный перечень современных компьютерных технологий, применяемых при
сборе, хранении, обработке,
анализе и передаче физической
информации. Современные
компьютерные программы для
составления презентаций.
Самостоятельно приобретать с поСледить за необходимым ми- мощью информационных технологий
нимумом научной периодики и использовать в практической деяс помощью современных ин- тельности новые знания и умения.
формационных технологий.
Следить за научной периодикой с поАнализировать получаемую мощью современных информафизическую информацию с
ционных технологий. Анализировать
использованием современной получаемую физическую информацию
вычислительной техники.
с использованием современной вычислительной техники.
Самостоятельно приобретать с Лекции, практиКонтрольческие, семипомощью информационных
ные вопросы
нарские занятия
технологий и использовать в
практической деятельности новые знания и умения в том числе в новых областях знаний,
непосредственно не связанных
со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное
мировоззрение. Следить за
научной периодикой с помощью современных информа-
ПК-2
Владеет:
Навыками организации семинаров и конференций. Навыками проведения видеоконференций
Способность использовать знания
современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научноисследовательской деятельно-
Знает: Современные проблемы физики,
новейшие достижения в
области изучаемой дисциплины в полном объеме
Умеет: Разрабатывать и модифицировать
ционных технологий. Анализировать получаемую физическую
информацию с использованием
современной вычислительной
техники.
Компьютерными методами визуализации физических процессов. Обработкой и анализом
Обработкой и анализом полученных полученных данных с помощью
Обработкой и анализом полу- данных с помощью современных ин- современных информационных
ченных данных с помощью
формационных технологий. Навыками технологий. Навыками работы с
современных информацион- работы с научной литературой с иснаучной литературой с испольных технологий. Навыками
пользованием новых инзованием новых информационработы с научной литературой формационных технологий. Соных технологий. Сос использованием новых ин- временными компьютерными техвременными компьютерными
формационных технологий.
нологиями для решения научно-истехнологиями для решения наСовременными компьютерны- следовательских и производственно- учно-исследовательских и проми технологиями для решения технологических задач профессиизводственно-технологических
научно-исследовательских и ональной деятельности. Навыками
задач профессиональной деяпроизводственно-технологи- участия в подготовке заявок на контельности. Навыками подгоческих задач профессиональ- курсы грантов и оформлении научно- товки заявок на конкурсы гранной деятельности. Навыками технических проектов, отчетов и па- тов и оформления научноучастия в подготовке заявок тентов. Навыками участия в организа- технических проектов, отчетов
на конкурсы грантов и офор- ции научно-исследовательских и
и патентов. Навыками органимлении научно-технических научно-инновационных работ. Навы- зации научно-исследовательпроектов, отчетов и патентов. ками участия в организации семина- ских и научно-инновационных
ров и конференций.
работ. Навыками организации
семинаров и конференций. Навыками проведения видеоконференций.
Современные проблемы фиСовременные проблемы физики и нозики и основные новейшие
вейшие достижения в области изучаедостижения в области изучаемой дисциплины в полном объеме.
мой дисциплины.
Современные проблемы физики, новейшие достижения в области изучаемой дисциплины в
полном объеме, а также основные достижения в смежных
областях науки и техники.
Решать задачи, возникающие Формулировать и решать задачи, воз- Формулировать и решать задав ходе научно-исследовательс- никающие в ходе научно-исслечи, возникающие в ходе научкой деятельности
довательской деятельности, выбирать, но-исследовательской деятель-
Лекции, практи- выступления
ческие, семина семинанарские занятия
рах
ПК-6
сти.
новые методы,
исходя из задач
конкретного
исследования.
Владеет:
Навыками самостоятельной
научноисследовательской деятельности,
требующей
широкого научного образования.
Знает: Современные проблемы физики
и новейшие
способностью
достижения в
свободно владеть области изучаразделами физиемой дисцики, необходимыплины в полми для решения
ном объеме.
научноинновационных
Умеет: Критизадач (в соответчески анализиствии с профилем
ровать отеподготовки)
чественный и
зарубежный
опыт исследований.
в зависимости от требуемых целей,
ности, выбирать, в зависимости
законы, формы, правила, приемы по- от требуемых целей, законы,
знавательной деятельности мышления. формы, правила, приемы познавательной деятельности мышления. Разрабатывать и модифицировать новые методы, исходя из задач конкретного исследования.
Навыками решения научноисследовательских задач.
Навыками постановки и решения
научно-исследовательских задач.
Навыками сбора научной информации.
Современные проблемы фиСовременные проблемы физики и нозики и основные новейшие
вейшие достижения в области изучаедостижения в области изучаемой дисциплины в полном объеме.
мой дисциплины.
Навыками постановки и решения научно-исследовательских
задач. Навыками сбора научной
информации. Навыками самостоятельной научноисследовательской деятельности, требующей широкого научного образования.
Современные проблемы физики, новейшие достижения в области изучаемой дисциплины в
полном объеме, а также основные достижения в смежных
областях науки и техники.
Ставить, формулировать и решать конкретные задачи научСтавить, формулировать и решать
ных исследований в соответСтавить и решать конкретные конкретные задачи научных исслествии с профилем магистерской
задачи научных исследований дований в соответствии с профилем
программы. Выбирать, в завив соответствии с профилем
магистерской программы. Выбирать, в симости от требуемых целей,
магистерской программы.
зависимости от требуемых целей,
формы и методы исследований.
формы и методы исследований.
Критически анализировать отечественный и зарубежный опыт
исследований.
Лекции, практи- выступления
ческие, семина семинанарские занятия
рах
Владеет: Основные этапы
творческого
процесса. Алгоритм генерации творческих
задач.
ПК-7
Знает: Основные этапы
творческого
процесса. Алгоритм генерации творческих
задач.
способностью
свободно владеть
профессиональными знаниями
для анализа и синтеза физической
информации (в
соответствии с
профилем подготовки)
Умеет: Выделять противоречия между
теорией и экспериментом и
находить решения для их
устранения.
Критически
оценивать
научные и технические решения.
Владеет: Методами мониторинга в полном
объеме. Приемами анализа и
Методикой работы с современной аппаратурой, научным оборудованием и информационными технологиями в
полном объеме. Методикой
представления результатов работ с использованием нормативных документов. Навыками
организации и планирования
научно-исследовательских и
производственных работ.
Методикой работы с современной аппаратурой, научным
оборудованием и информационными технологиями в необходимом объеме.
Методикой работы с современной аппаратурой, научным оборудованием и
информационными технологиями в
полном объеме. Методикой представления результатов работ с использованием нормативных документов.
Основные понятия и законы
изучаемой дисциплины. Общую структуру научного метода.
В полном объеме понятия и
законы изучаемой дисциплины,
В полном объеме понятия и законы
а также основные понятия и
изучаемой дисциплины. Общую
законы смежных дисциплин.
структуру научного метода. Основные Общую структуру научного
этапы творческого процесса.
метода. Основные этапы творческого процесса. Алгоритм
генерации творческих задач.
Самостоятельно выполнять
физические исследования при
решении научно-исследовательских задач. Дискутировать и отстаивать собственную позицию.
Самостоятельно ставить задачи научно-исследовательских работ и самостоятельно выполнять физические
исследования при их решении. Дискутировать и отстаивать собственную
позицию. Выделять противоречия
между теорией и экспериментом и
находить решения для их устранения.
Навыками практической работы в
Навыками практической рабонаучно-исследовательском коллекты в научно-исследовательстиве. Методами мониторинга в полком коллективе. Основными
ном объеме. Приемами анализа и синметодами мониторинга.
теза.
Самостоятельно ставить задачи
научно-исследовательских работ, самостоятельно выполнять
физические исследования при
их решении, планировать, орга- Лекции, практи- выступления
низовывать и проводить научческие, семина семинано-исследовательские и произнарские
занятия
рах
водственно-технические работы. Дискутировать и отстаивать
собственную позицию. Выделять противоречия между теорией и экспериментом и находить решения для их устранения. Критически оценивать
научные и технические решения.
Навыками практической работы
в научно-исследовательском
коллективе. Методами мониторинга в полном объеме. Приемами анализа и синтеза. Способностью мыслить нестан-
синтеза.
дартно.