Основи наноелектроніки

Автор: · Дата: 30 Ноябрь 2012 · Пока нет комментариев

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Кафедра фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 “ЗАТВЕРДЖУЮ

Перший проректор

Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна

проф.  Александров  В.В.

      __________________________

“______”_______________2012 р.

 

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

  Основи наноелектроніки”

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напряму підготовки_____________6.050801 – мікро і наноелектроніка______________

(шифр і назва напряму підготовки)

для спеціальності ________________6.05080102Фізична і біомедична електроніка ____

(шифр і назва спеціальності (тей)

спеціалізації_____________________________________________________________

(назва спеціалізації)

факультету _____________________радіофізичного______________________

 (назва факультету)

 

Кредитно-модульна система

організації навчального процесу

 

Харків – 2012

 

Основи наноелектронікиРобоча програма навчальної дисципліни для cтудентів

(назва навчальної дисципліни)

за напрямом підготовки 6.050801 – мікро і наноелектроніка, спеціальністю 6.05080102 Фізична і біомедична електроніка „___” ________, 200__.- __ с.

 

Розробники: Боцула  Олег Вікторович, к.ф.-м. н., викладач кафедри фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри кафедри  фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

 

Протокол № ___ від.  “____”________________20__ р.

 

Завідувач кафедрою ________________________

 

_______________________ (__Катрич. В.О.__)

(підпис)                                                   (прізвище та ініціали)

“_____”___________________ 20___ р

 

Схвалено методичною комісією

_______________________________________________________________

Протокол № ___ від.  “____”________________20___ р.

 

“_____”________________20__ р. Голова     _______________( Черногор Л.Ф.)

(підпис)                                   (прізвище та ініціали)

 

1.     Опис навчальної дисципліни

 

Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів  – 2,5

Галузь знань

_0508 електроніка

(шифр і назва)

Дисципліна циклу професійної підготовки

 

Напрям підготовки

6.050801 – мікро і нано елекроніка

Модулів – 3 Спеціальність (професійне

спрямування):

7.05080102 Фізична та біомедична електроніка

Рік підготовки:

4-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання ___________

(назва)

Семестр

Загальна кількість годин – 90

8-й

Лекції

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 2

самостійної роботи студента – 1

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

бакалавр

34 год.

 год.

Практичні, семінарські

 год.

 год.

Лабораторні

  год.

 год.

Самостійна робота

 56 год.

 год.

ІНДЗ:      год.

Вид контролю: зал

 

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 34/56=0,61

для заочної форми навчання –

 

  1. 2.     Мета та завдання навчальної дисципліни

Мета:  формування уявлень про властивості, енергетичний спектр та особливості електронного транспорту в наноелектронних структурах та приладах на їх основіЗавдання

У результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати:

основні фізичні явища, повязані  з хвильовою  природою заряженних частинок –  розмірним квантуванням, балістичним транспортом, квантовою інтерференцією,  квантовим обмеження та тунельними  ефектами та їх використання  для  створення приладів  наноелектроніки.

вміти:

використовувати отриманні знання для правильного розуміння  фізичних процесів в твердотілих приладах. Володіти методами розрахунку та аналізу енергетичного спектру систем зниженої розмірності та електронного транспорту в  наноелектроних системах.

 

  1. 3.     Програма навчальної дисципліни

 

Модуль 1. Хвильові властивості  мікрочастинок та особливості  енергетичного спектру в  системах пониженої розмірності   

 

Тема 1. Хвильовий пакет та хвильова функція.  Розрахунок стаціонарних станів для одновимірного потенціалу.

Тема 2. Розсіювання і інтерференція  електронних хвиль. Рух частинок в потенціальному полі скадної  форми. Матриця розсіювання.

Тема 3. Енергетичний спектр систем пониженої розмірності.

Тема 4. Вплив електричного поля на енергетичний спектр систем пониженої розмірності.

Модуль 2.  Особливості  розподілу квантових станів та ефекти екранування  в  системах пониженої розмірності   

Тема 5. Розподіл квантових станів в системах зниженої розмірності.

 

Тема 6. Напівпровідникові гетероструктури і квантові ями. Формалізм огибаючої  хвильової  функції.

Тема 7.  Надрешітки.

Тема 8.  Структури  з модульованим легуванням. Напружені структури.

 

Модуль 3.  Основи  роботи  приладів наноелектроніки   

Тема 9.  Рух  і розсіюваня частинок в системах зниженої розмірності.

 

Тема 10.  Квантовий ефект Хола у  двовимірному газі.

Тема 11.  Тунелювання через квантово – розмірні системи та електронні прилади на його основі.

Тема 12.  Резонансне тунелювання через ДБКС.

Тема 13.  Основи роботи приладів одноелектроніки.

Тема 14.  Тенденції розвитку наноелектроніки

 

4. Структура навчальної дисципліни

Назви модулів і тем

Кількість годин

Денна форма

Заочна форма

Усього

у тому числі

Усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

ср

л

п

лаб

інд

ср

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Модуль 1

Тема 1.

2

2

2

Тема 2.

2

2

2

Тема 3.

7

4

3

Тема 4.

10

4

6

Разом за модулем 1

25

12

13

Модуль 2

Тема 5

7

4 3
Тема 6

5

2 3
Тема 7

5

2 3
Тема 8

11

2 9
Разом за модулем 2

28

10

 

 

 

18

Модуль 3

Тема 9.  8 2 6
Тема 10. 5 2 3
Тема 11. 7 2 5
Тема 12. 5 2 3
Тема 13. 4 2 2
Тема 14. 8 2 6
Разом за модулем 3 37 12 25

Усього годин

90 34 56

 

 

5. Теми семінарських занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

не передбачено

2

6. Теми практичних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

не передбачено

7. Теми лабораторних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1.

не передбачено

 

Усього годин

 

 

8. Самостійна  робота

 

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Расплывание волнового пакета  свободной частицы.

2

2

Графическая интерпритация решений уравнения Шредингера.

2

3.

Интерференционная передислокация электронной плотности в туннельно- связанных квантовых ямах

3

4.

История и будущее полупроводниковых гетероструктур

3

5.

Гетеропереходы

3

6.

Классификация полупроводниковых сверхрешеток

3

7.

Энергетический  спектр полупроводниковых пленок типа n  – GaAs

3

8.

Рассеяние  электронов в 2 D  системах

3

9.

Приповерхностная область пространственного заряда. Уравнение Пуассона. Разновидности ОПЗ.  Решение уравнения Пуассона. Определение зависимости потенциала в ОПЗ от коор­динаты

3

10.

Подвижность электронов в системах с селективным легированием

3

11.

Эффект Аронова – Бома

3

12.

Влияние спейсер-  слоев  на вольтамперную характеристику туннельно – резонансных диодов

3

13.

Экспериментальное исследование вольт- амперных характеристик двухбарьерных квантовых структур.

2

14.

Дрейфовая скорость электронов в квантовой яме AIGaAs/GaAs

3

15.

Углеродные наноструктуры

3

16.

Квантово – размерные фотоприемники

3

17.

Квантовый компьютер на  электронном спиновом резонансе

 2

18.

 Підготовка до модульної контрольної ( модуль 1)

3

Підготовка до модульної контрольної ( модуль 2)

3

Підготовка до модульної контрольної ( модуль 3)

3

Разом

56

 

 

9. Індивідуальне навчально – дослідне завдання

 

10. Методи навчання

Засвоєння матеріалу по дисципліні забезпечується циклом лекцій.

11. Методи контролю

По кожному модулю проводиться коротка ( до 15 хв.) письмова контрольна робота, яка оцінюється у відповідних балах. Крім того  студент повинен захистити кожну лабораторну роботу склавши відповіді на певну кількість запитань ( 3- 4  ).

 

12. Розподіл балів, які отримують студенти

                        Поточне тестування та самостійна робота

Сума

Модуль 1

Модуль 2

Модуль 3

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

Т9

Т10 T11 T12 T13 100
25 35

 

5-10

 

5-10 6-12 3-6 3-6 3-6 3-6 4-8 5-10 4-8 4-8
1530 1530 20-40

 

Т1, Т2 … Т14 – теми модулів

 

Шкала оцінювання

 

Сума балів за всі види навчальної діяльності протягом семестру

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену, курсової роботи (проекту), практики

для заліку

90 – 100

А

відмінно

зараховано

80-89

В

добре

70-79

С

60-69

D

задовільно

50-59

Е

1-49

FX

незадовільно

не зараховано

 

                                               13. Методичне забезпечення

1. Э. Д. Прохоров  Квантово – размерные эффекты в твердотельных сверхвысокочастотных приборах: Учебное пособие. ─ Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2005.- 220 с.

 

 

 

14. Рекомендована література

Базова

1. Э. Д. Прохоров  Квантово – размерные эффекты в твердотельных сверхвысокочастотных приборах: Учебное пособие. ─ Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2005.- 220 с.

2. В. П. Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А.  Гридчин Основы наноэлектроники : Учебное пособие. ─  М.: Логос, 2006.─ 496 с.

3. Тагер А.С. Размерные квантовые эффекты в субмикронных полупровод­никовых структурах и перспектива их применения в электронике СВЧ. 4.1. Физи­ческие основы. // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ,- 1987.- выи.9(403).- с. 21-34.

4.  Борисенко В. Е. Наноэлектроника / В. Е. Борисенко, А. И. Воробьева, Е. А. Уткина. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 223 с.

5. Шик А .Я., Бакуева Л.Г.. Мусихин С.Ф., Рыков С. А. Физика низкораз­мерных систем: Учебное пособие. – СПб.: Наука. 2001. – 160 с.

6. Мартинес-Дуарт Дж.М., Мартин-Палма Р.Дж., Агулло-Руеда Ф. Нано- технологии для микро- и оптоэлектроники / Пер. с англ. – М.: Техносфера. 2007. – 368 с.

7. Ткалич В.Л., Макеева А.В., Оборина Е.Е. «Физические основы наноэлектроники». Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. – 83с.

8. Э. Розеншер, Б. Винтер  Оптоэлектроника М:  Техносфера, 2006.– 592 с.

9. Э. Д. Прохоров  Твердотельная электроника: Учебное пособие. ─ Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2008.- 544 с.

 

Допоміжна

1.  Д.  Бом – Квантовая теория. – М. : Наука, 1965. –728 с.

2. Ж. И. Алферев  ФТП 1998, т. 32. –  № 1  с. 3- 18.

3. В.А. Гуртов Твердотельная электроника: Учебное пособие – 3 – е изд., доп.– Москва: Техносфера 2005. – 512 с.

3. П.А. М. Дирак Принципы квантовой механики М.: “Наука”, 1979. – 408 стр.

4. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры.: Пер. с англ./Под ред. .Л. Ченга, К. Плога. — М: Мир, 1989 — 584 с.

5.  Ю. М. Калниболоцкий  и др. Расчет и конструирование микросхем.─ Киев: Вища школа, Головное изд – во, 1983.- 279 с.

6. Наногетероструктуры в сверхвысокочастотной полупроводниковой электронике Москва: Техносфера, 2010. – 432 с.

 

15. Інформаційні ресурси

1. www.ioffe.rssi.ru

Популярность: 15%

Рубрика: Робочі програми, Учбовий процес ·  



Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.