Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

сАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Согласовано

Сопредседатель УМС по направлению 223200

А.Э. Фотиади

(подпись) (ФИО)

"____" ________ 2010 г.

Вариативная часть

Примерной оСНОВНой образовательной программе высшего профессионального образования

по направлению 223200 «Техническая физика»

профиль 7 «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур»

Квалификация выпускника бакалавр

Форма обучения очная.

Нормативный срок освоения программы 4 года

ФГОС ВПО утвержден приказом Минобрнауки России от 21.12.2009 № 745,
зарегистрирован в Министерстве юстиции РФ 03.02.2010 №16217

Санкт-Петербург

2010

Содержание

Введение

Вариант ПООП разработан для одного из профилей («Физика нанотехнологий и наноразмерных структур»), который реализуется на кафедре Физической электроники Радиофизического факультета ГОУ ВПО СПбГПУ. Приведенный набор дисциплин вариативной части всех циклов и дополнительные компетенции по данному профилю не являются обязательными и могут изменяться в ООП вуза в соответствии со специализацией подготовки выпускников в области физической электроники. При этом рекомендуется сохранить в ООП объем и распределение по семестрам указанных дисциплин.

1.1 Вариативная часть примерного учебного плана подготовки бакалавра
по направлению 223200 «Техническая физика», профиль: «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур»

 № п/п

Наименование дисциплин

(в том числе практик)

 

Трудоемкость

Примерное распределение по семестрам

 Зачетные
единицы

Академические
 часы

1-й семестр

2-й семестр

3-й семестр

4-й семестр

5-й семестр

6-й семестр

7-й семестр

8-й семестр

Форма итогового контроля

Примечание

Количество недель

18

18

18

18

18

18

18

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Б.1 Гуманитарный, социальный и экономический цикл

30

1013

Б1.Б

Базовая часть

15

524

+

+

+

+

+

+

Б1.В

Вариативная часть,
в т.ч. дисциплины по выбору студента

15

524

Б1.В.01

Семинар на иностранном языке

7

246

+

+

+

+

З

Б1.В.02

Экономика

3

90

+

З

КПр

Дисциплины по выбору студента

5

188

Б1.В.03

1 Психология и педагогика

2. Русский язык и культура речи

1

51

+

З

Б1.В.04

1. Правоведение

2. Социология

2

72

+

З

Б1.В.05

1. Культурология

2. Политология

2

65

+

З

Б.2 Математический и естественнонаучный цикл

77

2569

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базовая часть

39

1225

 

Вариативная часть,
в т.ч. дисциплины по выбору студента

38

1344

Б2.В.01

Практикум по математике

9

314

+

+

+

+

З

Б2.В.02

Практикум по информационным технологиям

3

90

+

З

Б2.В.03

Физический практикум

11

386

+

+

+

З

Б2.В.04

Практикум по химии и экологии

3

108

+

З

Б2.В.05

Теория вероятностей и математическая статистика

3

90

+

З

Дисциплины по выбору студента

9

356

Б2.В.06

Семинары по технической физике:

1. Семинар по физике наноразмерных структур.

2. Семинар по физике поверхности

3. Семинар по физике плазмы

4. Семинар по кристаллографии

3

124

+

+

З

Б2.В.07

Дополнительные главы информатики:

1. Теория вычислительных систем.

2. Объектно-ориентированное программирование.

2

72

+

З

Б2.В.08

Дополнительные главы физики:

1 – конденсированного состояния;

2 – наноразмерных структур;

3 – ускорительной техники.

4

160

+

+

З

Б.3 Профессиональный цикл

106

3324

Базовая часть

53

1673

Вариативная часть,
в т.ч. дисциплины по выбору студента

53

1651

Б3.В.01

Электроника и наноэлектроника

5

136

+

Э

Б3.В.02

Физика твердого тела и полупроводников

10

297

+

+

Э,З

Б3.В.03

Ядерно-физические методы в физике твердого тела

13

360

+

+

Э,З

Б3.В.04

Физические основы СВЧ-электроники

3

72

+

Э

Б3.В.05

Физика нанокомпозитных материалов

2

65

+

Э

Б3.В.06

Квантовая электроника

2

78

+

Э

Б3.В.07

Физические основы нанотехнологий

2

78

+

Э,З

Б3.В.08

Измерительная техника

3

88

+

+

З

Б3.В.09

Основы менеджмента наукоемких производств

2

78

+

З

Дисциплины по выбору студента

11

399

Б3.В10

Научная работа в лаборатории

1. физики и диагностики поверхности;

2. микро и наноэлектроники;

3. квантовой и оптической электроники;

4. диагностики наноструктурированных материалов

8

297

З

Б3.В.11

Семинары по физике нанотехнологий и наноразмерных структур:

1. семинар по диагностике наноразмерных структур;

2. семинар по микро и наноэлектронике;

3. семинар по квантовой и оптической электронике;

4. семинар по нейтронной физике.

4

126

+

З

Б3.В.12

Специальные дисциплины

1. физические основы вакуумной и криогенной техники;

2. физика ускорителей и нейтронных источников

3

102

+

З

1.2 Компетентностные требования к результатам освоения вариативной части основной образовательной программы (ООП) подготовки бакалавров

1.2 Компетентностные требования к результатам освоения вариативной части профессионального цикла ООП подготовки бакалавров

1.2.1 Компетенции в области научно-исследовательской деятельности

- Выпускник способен строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок физической электроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования

- Выпускник способен аргументировано выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик приборов, схем, устройств и установок физики наноразмерных структур различного функционального назначения.

- Выпускник готов анализировать и систематизировать результаты исследований, готовить и представлять материалы в виде научных отчетов, публикаций, презентаций

1.2.2 Компетенции в области производственно-технологической деятельности

- Выпускник способен выполнять работы по технологической подготовке производства нанокомпозитных материалов и изделий электронной техники.

- Выпускник готов организовывать метрологическое обеспечение производства нанокомпозитных материалов и изделий электронной техники.

- Выпускник способен осуществлять контроль соблюдения экологической безопасности.

1.2.3 Компетенции в области проектно-конструкторской деятельности

- Выпускник способен проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектов.

- Выпускник готов выполнять расчет и проектирование электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования.

- Выпускник способен разрабатывать проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы.

- Выпускник готов осуществлять контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам

1.2.4 Компетенции в области организационно-управленческой деятельности

- Выпускник готов участвовать в разработке организационно-технической документации (графиков работ, инструкций, планов, смет и т.п.) и установленной отчетности по утвержденным формам

- Выпускник умеет выполнять задания в области сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов

- Выпускник владеет методами профилактики производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений

1.3 Аннотации примерных программ учебных дисциплин вариативной части профессионального цикла профиля

1.3.01 Дисциплина Б3.В.01 Электроника и наноэлектроника

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 5 зач. ед. (136 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью дисциплины является усвоение студентами современных обобщенных представлений о таких основных разделах физики нанотехнологий и наноразмерных структур как электронная теория твердого тела, эмиссионная электроника, электронная оптика, физика газового разряда, свч-электроника, взаимодействие заряженных частиц с веществом.

2. Место дисциплины в учебном плане

Дисциплина Дисциплина Б3.В.01 «Электроника и наноэлектроника» изучается в четвертом семестре и опирается на знания, приобретенные при изучении предшествующих дисциплин: Б2.Б.03 «Физика», Б2.Б.01 «Математика», Б3.Б.07.02 «Электронные приборы». Полученные знания и навыки закрепляются и углубляются в ходе изучения последующих дисциплин: Б3.В.02 «Физика твердого тела и полупроводников», Б3.В.03 «Физика электронных и ионных процессов», Б3.В.04 «Физические основы СВЧ-электроники», Б3.В.06 «Диагностика поверхности материалов электроники», Б3.И.07 «Физические основы нанотехнологий», а также в процессе самостоятельной научно-исследовательской работы студентов(Б3.В.10).

3. Основные дидактические единицы (разделы)

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Л

ПЗ

СР

1

Основы электронной теории твердого тела: элементы квантовой механики, статистики частиц, зонной теории

10

3

14

2

Основы эмиссионной электроники: различные виды эмиссии электронов, их основные закономерности и использование в науке и технике

10

3

14

3

Движение электронов в вакууме: движение электронов в постоянных и переменных полях, начала электронной оптики, токопрохождение в вакууме

11

4

14

4

Основы физики плазмы: движение заряженных частиц в газах, проблемы управляемого термоядерного синтеза, газовые разряды

11

4

14

5

Взаимодействие ионов с веществом: прохождение ионов через твердое тело, отражение ионов и катодное распыление, использование ионных пучков в технологии и в методах анализа

9

3

12

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 136 час.

51

17

68

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

• основы электронной теории твердого тела;

• основные закономерности эмиссии заряженных частиц и их взаимодействия с веществом;

• законы движения этих частиц в полях;

• основы физики плазмы и газового разряда;

уметь:

• использовать полученные знания в своей учебной и профессиональной деятельности;

владеть:

• навыками решения типичных задач физической электроники аналитическими и численными методами с использованием современного программного обеспечения;

иметь представление

• о роли изучаемых процессов в современной науке, технике и технологии;

• об истории их исследования и выдающихся ученых;

• о возможных применениях в различных областях науки и о прогнозировании научно-технического прогресса.

4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем по семестрам

Лекции, ч/нед

3

Практические занятия, ч.нед

1

Самостоятельные занятия, ч/нед

4

Экзамены, шт/сем

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 136 часов.

1.3.02 Дисциплина Б3.В.02 Физика твердого тела и полупроводников

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 10 зач. ед. (297 часов)

1 Цели и задачи изучения дисциплины

Целью дисциплины является обеспечение фундаментальных знаний и навыков в области физики твёрдого тела и физики полупроводников.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.02 «Физика твердого тела и полупроводников» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в двух семестрах. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика» и параллельно читаемые курсы «Квантовая механика», «Методы математической физики». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующих специальных дисциплин Б3.В.05 «Диагностика поверхности материалов электроники», Б3.В.06 «Квантовая электроника» и Б3.В.07 «Специальные вопросы микро- и нанотехнологии», а также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Л

ПЗ

СР

1

Структура и симметрия идеальных и реальных кристаллов

10

5

5

2

Основные типы дефектов кристаллической структуры

10

5

5

3

Дифракция в кристаллах и обратная решетка

6

4

6

4

Упругие колебания в кристаллах, оптические и акустические фононы

6

2

4

5

Тепловые свойства кристаллов

6

3

2

6

Модель свободных электронов

6

3

2

7

Основы зонной теории, классификация твердых тел

8

4

2

8

Статистика электронов

6

4

4

9

Диэлектрические и магнитные свойства, ферромагнетизм; сегнетоэлектрики.

6

2

3

10

Оптические свойства;

6

3

3

11

Сверхпроводимость

6

3

3

12

Собственная и примесная проводимость полупроводников; основные полупроводниковые материалы

4

2

2

13

Некристаллические полупроводники

6

3

2

14

Диффузия и дрейф носителей

6

3

3

15

Генерация и рекомбинация

6

3

5

16

Контактные явления

6

3

7

17

Электронно-дырочный переход; гетеропереходы

6

3

6

18

Поверхностные электронные состояния; эффект поля

6

3

7

19

Фотоэлектрические и акустоэлектронные явления

6

3

5

20

Оптика полупроводников

6

3

5

21

Сильно легированные полупроводники

6

3

3

22

Квантово-размерные структуры

6

3

3

Общая трудоемкость 297 час.

140

70

87

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

• основы физики твёрдого тела и физики полупроводников;

• физическую сущности процессов, протекающих в проводящих, полупроводниковых, диэлектрических, магнитных материалах и в структурах, созданных на основе этих материалов, в том числе и при воздействии внешних полей и изменении температуры.

Уметь:

• выполнять количественные оценки величины эффектов и характеристических параметров с учётом особенностей кристаллической структуры, электронного и фононного спектров, типа и концентрации легирующих примесей;

• самостоятельно осваивать и грамотно использовать результатов новых экспериментальных и теоретических исследований в области физики твёрдого тела и полупроводников;

• самостоятельно выбирать методы и объекты исследований

Владеть:

• Навыками использования методов количественной оценки основных твердотельных характеристик.

Иметь представление:

• о современных тенденциях в развитии физики твёрдого тела и полупроводников, приборов и устройств на их основе.

4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем по семестрам

5-й сем.

6-й сем.

Лекции (Л), час/нед.

4

4

Практические занятия (ПЗ), час/нед.

2

2

Самостоятельная работа (СР), час.нед.

2

3

Курсовые работы, шт.

-

1

Экзамены, (Э), шт.

1

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет по РПД 297 часов.

1.3.03 Дисциплина Б3.В.03 Ядерно-физические методы в физике твердого тела.

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 13 зач. ед. (360 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование у студента профессиональных компетенций в области применения ядерно-физических методов в физике твердого тела, основанных на усвоении современных представлений о физике процессов взаимодействия рентгеновского, нейтронного и синхротронного излучений с твердыми телами и наноразмерными структурами.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.03 «Ядерно-физические методы в физике твердого тела» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в двух семестрах (в пятом изучаются разделы электронной оптики, а в седьмом – эмиссионная и газоразрядная электроника). Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика», «Электроника и микроэлектроника», «Электронные приборы» и «Физика твердого тела и полупроводников». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующих специальных дисциплин Б3.В.05 «Диагностика поверхности материалов электроники» и Б3.В.07 «Специальные вопросы микро- и нанотехнологии», а также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

Разделы дисциплины по ППД

Объем занятий, ч.

Л

ЛЗ

С

Свойства нейтрона. Реакторы. Области использования нейтронов

4

1

4

Способы получения нейтронов. Реакторы непрерывного действия. Импульсные реакторы

8

3

6

Источники нейтронов на базе ускорителей

2

1

2

Регистрация нейтронов, нейтронные детекторы

4

2

4

Кристаллические и времяпролетные спектрометры и дифрактометры

8

2

7

Сравнение способов получения нейтронов. Спектральное распределение потока. Поток нейтронов

2

0

2

Взаимодействие медленных нейтронов с веществом. Дифференциальное сечение рассеяния. Длина рассеяния нейтронов. Когерентное и некогерентное рассеяния. Магнитное рассеяние нейтронов

8

2

10

Синхротронное излучение, методы получения, спектр на выходе устройств различного типа, взаимодействие с веществом, атомный фактор рассеяния. Неупругое рассеяние СИ

2

0

2

Кристаллические структуры. Основные понятия о кристаллических структурах. Дифракция частиц. Интенсивности Брэгговских рефлексов. Радиальная функция распределения

2

0

2

Тепловой фактор, ангармонизм, анизотропия тепловых колебаний, функция плотности вероятности

2

2

2

Неупругое рассеяние нейтронов. Фононы в кристаллах. Условия неупругого рассеяния

2

2

4

Магнитное рассеяние на свободном атоме. Магнитное рассеяние неполяризованных нейтронов кристаллами. Магнитные возбуждения

8

3

8

Поляризованные нейтроны, метод нейтронного спинового эха

2

0

1

Надатомные структуры. Малоугловое рассеяние

54

18

36

Поверхности и тонкие пленки. Особенности отражения нейтронных волн. Нейтронная рефлектометрия

15

18

25

Мюоны. Мюонный метод. Постановка мюонного эксперимента. Положительные мюоны в нормальных металлах

16

18

25

Исследования магнетиков

5

0

4

Общая трудоемкость 360 час

144

72

144

В результате изучения дисциплины студенты должны:

1. Знать основные закономерности физических явлений, сопровождающих возникновение нейтронного и синхротронного излучений, взаимодействие этих излучений с поверхностями материалов, методики исследования и применения указанных процессов, общие принципы функционирования основных элементов современного аналитического оборудования.

2. Уметь использовать полученные знания для решения типичных задач диагностики наноструктурированных материалов, аналитическими и численными методами, пользуясь современным программным обеспечением.

3. Владеть навыками проведения расчетов простейших дифрактометрических систем.

4. Иметь представление о роли изучаемых процессов в современной науке, технике и технологии, об истории их исследования и выдающихся ученых, о возможных применениях в различных областях науки (включая проблемы разработки устройств для обеспечения жизнедеятельности и решения экологических задач) и о прогнозировании научно-технического прогресса.

4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем по семестрам

5-й сем.

7-сем.

Лекции (Л), час.

36

108

Практические занятия (ПЗ), час.

36

36

Самостоятельная работа (СР), час.

54

90

Курсовые проекты (КП), шт.

1

-

Расчетные задания, шт.

-

1

Зачеты, (З), шт.

1

-

Экзамены, (Э), шт.

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 360 часов.

1.3.04 Дисциплина Б3.В.04 Физические основы СВЧ-электроники

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 3 зач. ед. (72 часа)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование у студента профессиональных компетенций в области - фундаментальных основ СВЧ-электроники, необходимых для подготовки бакалавров, способных к использованию и созданию сверхвысокочастотных (СВЧ) излучений, колебаний и волн как в научных лабораториях, так и в условиях производства, другой практической деятельности.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.04 «Физические основы СВЧ-электроники» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в седьмом семестре. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика», «Математическая физика», «Электродинамика» и «Электроника и микроэлектроника». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующей дисциплины Б3.В.06 «Квантовая электроника» и также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современной СВЧ электроники и ее приложений, в частности, систем передачи и приема информации.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Л

ПЗ

СР

1

Особенности свойств материалов на сверхвысоких частотах (СВЧ)

4

2

2

2

Линии передачи и электродинамические структуры, используемые в СВЧ электронике

6

3

3

3

Особенности протекания токов и взаимодействия электронов с СВЧ полями; основные идеи создания СВЧ устройств

8

4

4

4

Устройства с электростатическим сеточным управлением, устройства О-типа, устройства магнетронного типа, типичные релятивистские устройства;

8

4

4

5

Волновые и колебательные явления в электронных потоках СВЧ устройств; формирование электронных потоков для основных типов СВЧ устройств и особенности коллективных процессов в реализуемых на практике потоках; влияние коллективных процессов на характеристики СВЧ устройств

6

3

3

6

Ионные и плазменные процессы в вакуумных СВЧ устройствах и их влияние на их функционирование.

4

2

2

Общая трудоемкость 72 час

36

18

18

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

• физические основы вакуумной СВЧ электроники;

• принципы создания и механизмы работы важнейших типов СВЧ приборов и устройств;

уметь:

• определять достижимые характеристики основных типов СВЧ устройств;

• оценивать области возможного их применения;

владеть:

• навыками практического использования методов оценки характеристик СВЧ-устройств различного назначения;

Иметь представление:

• об использовании средств и методов СВЧ электроники в практической деятельности;

• об основных научно-технических проблемах и перспективах развития СВЧ электроники.

4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем по семестрам

7-й семестр

Лекции, ч/нед

2

Практические занятия, ч/нед

2

Самостоятельные занятия, ч/нед

2

Экзамены, шт/сем

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа.

1.3.05 Дисциплина Б3.В.05 Физика нанокомпозитных материалов

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (65 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование у студента следующих универсальных, предметно-специализированных и социально-личностных компетенций, способствующих социальной мобильности, конкурентоспособности и устойчивости на отечественном и мировом рынке труда:

• готовность учитывать современные тенденции развития микро и нанотехнологии в своей профессиональной деятельности;

• готовность к профессиональному росту и способность самостоятельно пополнять свои знания;

• готовность работать с информацией из различных источников, способность использовать новые информационные технологии для поиска и анализа новой информации;

способность предлагать новые идеи и пути решения прикладных проблем, а также быстро осваивать и использовать новейшие достижения современной микро и нанотехнологии.

2. Место дисциплины в учебном плане

Дисциплина Б3.В.05 «Физика нанокомпозитных материалов» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в седьмом семестре. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика», «Математическая физика», «Теоретическая физика», «Электроника и микроэлектроника», «Физика твердого тела и полупроводников» и «Физика электронных и ионных процессов». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Л

ПЗ

СР

1

Физические принципы создания и применения нанокомпозитных материалов.

3

0

0

2

Использование пористых сред для создания нанокомпозитных материалов.

11

3

6

3

Технологические основы получения нанокомпозитных материалов

8

3

6

4

Физические свойства нанокомпозитных материалов

6

3

6

5

Применение нанокомпозитных материалов

7

2

4

6

Перспективы дальнейшего развития нанокомпозитных материалов

4

2

4

Общая трудоемкость 65 час

39

13

26

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать и уметь использовать:

• физические основы использования нанокомпозитных материалов;

• основные тенденции в создании новых нанокомпозитных метериалов;

• особенности применения новых нанокомпозитных материалов и технологических процессов в наноэлектронике.

уметь:

• критически оценивать достоинства, недостатки и области возможного применения новых нанокомпозитных материалов и технологии их получения;

• находить пути оптимального решения конкретных задач в области физической электроники, связанных с использованием нанокомпозитных материалов.

иметь навыки:

• подготовки рефератов по конкретным направлениям развития нанокомпозитных материалов;

• устных сообщений о результатах проведенного анализа и участия в научной дискуссии.

Перечисленные цели и задачи имеют междисциплинарный характер и входят как составная часть в общие цели и задачи основной образовательной программы, обеспечивающей опережающую подготовку магистров с ориентацией на реальные потребности работодателей в квалифицированных и компетентных специалистах, владеющих наукоемкими технологиями мирового уровня.

4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем в 8 семестре

Лекции, ч/нед

2

Практические занятия, ч/нед

1

Курсовая работа, шт.

1

Самостоятельная работа, ч/нед

2

Экзамен, шт./сем.

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 65 часов

1.3.06 Дисциплина Б3.В.06 Квантовая электроника

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)

1. Цели и задачи дисциплины.

Цель дисциплины – формирование у студентов таких компетенций, которые были бы достаточны для дальнейшей их работы в области квантовой электроники, для самостоятельного анализа процессов в существующих лазерах и для прогнозирования этих процессов при создании новых типов лазеров. В данной дисциплине основное внимание сосредоточено на изучении фундаментальных физических принципов, лежащих в основе современных приборов квантовой электроники, на изложении классических и современных достижений теории лазеров. Анализируются научные и технические достижения, реализованные в различных типах лазеров.

Задачи изучения курса: научить студентов детальному анализу сложных физико-технических систем, начиная от основных физических принципов, лежащих в основе их работы, а также показать студентам, как можно успешно применить на практике результаты изученных ими ранее фундаментальных теоретических дисциплин, доказать им ценность и необходимость глубоких знаний этих дисциплин, сформировать понимание единства и неразрывности фундаментальных естественных наук и современных технических и технологических достижений.

2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана

Для студентов профиля «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров 223200 «Техническая физика» дисциплина Б3.В.06 «Квантовая электроника» входит в вариативную часть профессионального цикла ООП. Дисциплина читается в 8-м семестре и опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Математика», «Физика», «Теоретическая физика», «Физика электронных и ионных процессов». Знания, полученные студентами при изучении настоящего курса, используются в дальнейшем при прохождении семинаров и лабораторий по НИР, выполнении выпускных работ.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Л

ПЗ

СР

1

Введение в квантовую электронику

2

0

0

2

Основы теории излучения

7

2

4

3

Излучение и атомные системы

6

2

4

Оптические резонаторы

6

2

4

4

Процессы накачки активных сред лазеров

6

2

4

5

Основные типы лазеров

6

2

4

6

Основы математического моделирования лазеров

6

3

6

Общая трудоемкость 78 час

39

13

26

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

• физические основы квантовой электроники;

• принципы конструирования различных классов лазеров и систем на их основе;

• особенности практического использования лазерного излучения в различных областях науки и техники;

уметь:

• критически оценивать достоинства, недостатки и области возможного применения новых научных и технических разработок, реализованных в различных типах лазеров;

• выполнять критический анализ результатов исследований в области квантовой электроники;

• оценивать практическую реализуемость лазера с предъявляемыми техническими параметрами;

• использовать основные принципы математического моделирования лазеров, необходимые для создания новых типов этих приборов;

иметь навыки:

• анализа и оптимизации большого комплекса факторов, влияющих на работу современных приборов квантовой электроники;

• устных сообщений о результатах проведенного анализа и участия в научной дискуссии;

иметь представление

• об основных физических принципах работы лазеров, о комплексном подходе к изучению сложных систем.

4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем по семестрам

8-й семестр

Лекции, ч/нед

3

Практические занятия, ч/нед

1

Самостоятельные занятия, ч/нед

2

Экзамены, шт/сем

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 78 часов.

1.3.07 Дисциплина Б3.В.07 Физические основы нанотехнологий

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)

I. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины является формирование у студента профессиональных компетенций в области микро- и нанотехнологии, способствующих социальной мобильности, конкурентоспособности и устойчивости на отечественном и мировом рынке труда и основанных на усвоении современных представлений о физических основах процессов и методов, используемых в нанотехнологии и о свойствах и типах наноразмерных обектов микро- и наноэлектроники.

2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана

Для студентов профиля «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров 223200 «Техническая физика» дисциплина Б3.В.07 «Физические основы нанотехнологий» входит в вариативную часть профессионального цикла ООП

Дисциплина читается в 8-м семестре и опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Электронные приборы», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Физика твердого тела и полупроводников». Результаты изучения дисциплины необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы и подготовки выпускной работы бакалавра технической физики, а также для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Л

ПЗ

СР

1

Введение

1

1

1

2

Технологические основы микроэлектроники

6

3

6

3

Переход к нанотехнологии – основная тенденция микроэлектроники

8

2

3

4

Технологические возможности для классического масштабирования МОП-структур в субмикронной области.

5

2

4

5

Эффекты короткого канала в МОП-транзисторе и технологические способы борьбы с ними.

4

2

4

6

Развитие технологии межэлементных соединений и упаковки ИС

1

0

0

7

МОП структуры с неклассической геометрией

3

2

4

8

Литография с субмикронным разрешением

6

0

2

9

Квантовые компьютеры и квантовые вычисления

4

1

2

10

Заключение

1

0

0

Общая трудоемкость 78 час

39

13

26

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

• физические основы, возможности и способы реализации нанотехнологий в технической физике;

• основные тенденции и перспективы развития современной технологии микро- и наноэлектроники;

• особенности применения новых материалов и технологических процессов в микро- и нанотехнологии.

уметь:

• критически оценивать достоинства, недостатки и области возможного применения новых материалов и технологических процессов;

• находить пути оптимального решения конкретных задач микро и нанотехнологии.

иметь навыки:

• подготовки рефератов по конкретным направлениям развития современной микро и нанотехнологии;

• устных сообщений о результатах проведенного анализа и участия в научной дискуссии.

Перечисленные цели и задачи имеют междисциплинарный характер и входят как составная часть в общие цели и задачи основной образовательной программы, обеспечивающей опережающую подготовку бакалавров и магистров с ориентацией на реальные потребности работодателей в квалифицированных и компетентных специалистах, владеющих наукоемкими технологиями мирового уровня.

4 Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

8-й сем.

Лекции (Л), час.

39

Практические занятия (ПЗ), час.

13

Самостоятельная работа (СР), час.

26

Курсовые проекты (КП), шт.

1

Зачеты, (З), шт.

1

Экзамены, (Э), шт.

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 78 часов

1.3.08 Дисциплина Б3.В.08 Измерительная техника

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зач. ед. (88 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью преподавания дисциплины является подготовка квалифицированных специалистов, способных на основе полученных знаний к активной творческой работе в области современной физической электроники как в научно-исследовательских учреждениях, так и в условиях промышленного производства.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.08 «Измерительная техника» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в двух семестрах (1 семестр – практические занятия, 2 семестр – лабораторный практикум). Дисциплина опирается на знания по физике и математике, полученные в средней школе и на 1-м курсе университета. Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения параллельных и последующих дисциплин Б2.В.03 «Физический практикум», Б3.Б.07 «Электроника и схемотехника», Б3.Б.08 «Метрология и физико-технические измерения», «Б3.Б.10 Экспериментальные методы исследований» и всех дисциплин вариативной части профессионального цикла, программы которых предусматривают проведение лабораторных работ, а также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы и подготовки выпускной работы.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

№

Разделы дисциплины по РПД

Объем занятий, час

Лаб

ПЗ

СР

1

Измерение тока и напряжения

3

5

4

2

Измерение электрического сопротивления мостовым методом

2

4

4

3

Источники электрического напряжения и тока для физического эксперимента

2

5

5

4

Измерение температуры контактными методами

2

4

4

5

Электронно-лучевой осциллограф

2

4

4

6

Электронно-счетный частотомер.

2

4

4

7

Основы электронной спектроскопии.

2

5

5

8

Основы масс-спектрометрии.

2

5

5

Общая трудоемкость 88 час

17

36

35

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

• принципы и методики измерения основных физических величин;

• физические основы работы измерительных приборов разных типов;

• характеристики и параметры основных типов измерительных приборов, особенности их использования и применения для решения задач метрологии;

уметь:

• подобрать измерительный прибор и методику измерений, наиболее подходящие для решения конкретной научно-технической задачи;

• проводить обработку экспериментальных данных, оценивать точность и погрешность измерений;

• использовать измерительные приборы в оптимальных режимах работы;

владеть:

• навыками использования измерительных приборов различных типов;

иметь представление

• об основных перспективах дальнейшего развития измерительной техники и методик измерений.

4 Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

1-й семестр

2-й семестр

Практические занятия, ч/нед

2

-

Лабораторные занятия, ч/нед

-

1

Самостоятельные занятия, ч/нед

1

1

Зачеты, шт/сем

1

1

Общая трудоемкость дисциплины составляет 88 час

54

34

1.3.09 Дисциплина Б3.В.09 Основы менеджмента наукоемких производств

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины является усвоение студентами современных представлений о современных способах организации производства, ориентированного на использование наукоёмких технологий и методов управления таким производством.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.09 «Основы менеджмента наукоемких производств» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика нанотехнологий и наноразмерных структур» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в 8 семестре. Курс опирается на знания, полученные при изучении предшествующих дисциплин гуманитарного и профессионального циклов. Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе самостоятельной научно-исследовательской работы, при подготовке выпускной работы. Эти знания необходимы также для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий и для его дальнейшего профессионального роста.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

Разделы дисциплины по ППД

Объем занятий, час

Л

С

Микроэкономика. Рынок. Спрос и предложение. Потребительские предпочтения и предельная полезность.

4

2

Факторы спроса. Предложение и его факторы. Виды издержек. Фирма. Роль государства.

4

4

Инвестиции. Государственные расходы и налоги.

2

2

Подготовка и организация высокотехнологичного производства

4

4

Оперативное планирование производства

4

4

Менеджмент и информационное обеспечение

4

4

Методы разработки и принятия управленческих решений

4

4

Методы управления персоналом, рациональная организация труда

6

4

Профессиональная адаптация и деловая карьера на предприятии.

4

4

Система менеджмента качества

6

4

Всего

42

36

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

• способы организации работы научно-производственного коллектива; методы разработки планов производственных работ с использованием наукоёмких технологий и управления ходом их выполнения;

Уметь:

• находить оптимальные решения при создании наукоёмкой продукции с учетом требований качества, стоимости, сроков исполнения, конкурентоспособности и безопасности жизнедеятельности

Владеть:

• навыками организации работы исполнителей;

• навыками нахождения и принятия управленческих решений.

• Иметь представление:

• о способах координации работы персонала для комплексного решения инновационных проблем;

• о роли изучаемых проблем в современном наукоёмком производстве.

4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий
и формы контроля

Виды занятий и формы контроля

Объем по семестрам

8 семестр

Лекции (Л), час.

42

Практические занятия (ПЗ), час.

-

Самостоятельная работа (СР), час.

36

Курсовые работы (КР), шт.

-

Зачеты, (З), шт.

1

Экзамены, (Э), шт.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 78час. (2 зач. ед.)

1.3.10 Дисциплины по выбору обучающихся

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО дисциплины этой группы предусмотрены во всех трех циклах учебного плана, а их суммарный объем составляет одну треть вариативной части ООП. Дисциплины по выбору обучающихся – наиболее гибкая форма обучения студентов, позволяющая оперативно учитывать результаты развития науки, культуры, экономики, техники, технологий и социальной сферы, и в соответствии с этим ежегодно обновлять основные образовательные программы, как этого требует ФГОС ВПО.

В ООП по данному профилю предусмотрено три типа дисциплин по выбору обучающихся: семинарские занятия, лекционные курсы и научно-исследовательская работа в лаборатории.

1.3.10.01 Семинарские занятия

Одной из основных активных форм обучения профессиональным компетенциям, связанным с ведением того вида деятельности, к которым готовится бакалавр, является семинар, продолжающийся на регулярной основе не менее двух семестров.

Семинарские занятия по нескольким тематикам, соответствующим наиболее актуальным научным направлениям профиля, выбранными студентами, предусмотрены во всех трех циклах вариативной части учебного плана ООП:

- Б.1: семинар на иностранном языке;

- Б.2: семинар по технической физике:

- Б.3: семинар по профессиональным вопросам профиля.

Семинар является одной из форм активного приобретения студентами знаний по избранной специальности и служит дополнением к лекционным занятиям и практике в научно-исследовательских лабораториях кафедр. На семинарах студенты делают доклады по материалам оригинальных работ, публикуемых в отечественных и зарубежных периодических изданиях.

Студент должен

знать иностранный язык, техническую и научную терминологию, методы современного физического эксперимента, новейшие и классические измерительные приборы и устройства, лабораторные препаративно-технологические приемы, методы математического планирования эксперимента

уметь: систематически работать над периодической научной литературой, критически осмысливать и обобщать изучаемый материал, грамотно и четко излагать свои мысли.

В процессе подготовки и обсуждения докладов студенты приобретают навыки систематической работы над периодической научной литературой, критического осмысливания и обобщения изучаемого материала, учатся грамотно и четко излагать свои мысли, овладевают технической и научной терминологией, закрепляют и совершенствуют свои познания в иностранных языках.

Доклады являются одной из форм подготовки к преподавательской деятельности. Семинар – гибкая форма обучения студентов, позволяющая ознакомить их с новейшими достижениями науки и техники. Одной из основных задач семинара является привитие навыков самостоятельной работы с научной литературой.

Ежегодно обновляемый список тем, предлагаемых к рассмотрению на семинаре, составляется руководителем семинара и утверждается заведующим кафедрой перед началом каждого семестра.

Программа семинара связана с учебным планом, а темы семинарских занятий дополняют и развивают некоторые вопросы лекционных курсов. Темы семинара избираются с учетом полученных студентами знаний в течение обучения На последнем восьмом семестре для докладов рекомендуются темы выпускных работ бакалавров или близкие к ним.

При проведении семинаров по профессии предусматривается возможность привлечения ведущих исследователей и специалистов-практиков, а также встреч с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

1.3.10.02 Лекционные курсы

Элективные лекционные курсы предусмотрены во всех трех циклах вариативной части ООП. Перечень соответствующих дисциплин ежегодно обновляется и, в соответствии с требованиями ФГОС ВПО, утверждается ученым советом вуза.

1.3.10.03 Научно-исследовательская работа в лаборатории

Работа студентов в исследовательских лабораториях по выбранному научному направлению профиля преследует цель приобретения навыков самостоятельной научной работы, умения ставить и решать отдельные конкретные задачи, возникающие в экспериментальных исследованиях в области прикладной и технической физики. Указанные цели достигаются путем практической работы студентов под непосредственным руководством преподавателей и научных сотрудников в лабораториях кафедр, научно-исследовательских институтов, а также в других организациях. Как правило, тематика НИР определяется, прежде всего, проводимыми на кафедрах научными исследованиями и продолжает циклы профессиональных дисциплин.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать: методы современного физического эксперимента, новейшие и классические измерительные приборы и устройства и их практическое применение; лабораторные приемы по изготовлению образцов; методы математического планирования эксперимента, обработки и анализа опытных данных, методы ведения текущей научно-технической документации и подготовки отчетной информации;

уметь: систематически работать над периодической научной литературой, критически осмысливать и обобщать изучаемый материал, грамотно и четко излагать свои мысли, ставить и решать отдельные конкретные задачи, возникающие в экспериментальных исследованиях, выполнить несложный монтаж или наладку измерительной и препаративно-технологической аппаратуры, выполнять экспериментальные измерения характеристик конкретных изучаемых объектов, осуществлять графическое построение экспериментальных зависимостей с использованием прикладных компьютерных программ, проводить анализ и интерпретацию полученных результатов.

иметь навыки: самостоятельной работы с научной литературой, выступления перед аудиторией, самостоятельной работы на исследовательском оборудовании

Разделами учебной дисциплины могут являться:

- Введение. Инструктаж по технике безопасности.

- Изучение литературных источников: отчетов, журнальных статей, монографий по тематике научной лаборатории.

- Монтаж или наладка измерительной и препаративной или технологической аппаратуры.

- Отработка методики работы на стандартном оборудовании.

- Проведение измерений характеристических параметров изучаемых объектов при различных внешних воздействиях, графическое построение экспериментальных зависимостей, сопоставление с аналогичными зависимостями, известными из литературы.

- Подготовка доклада на научной конференции, семинаре