Інфопакет

Нанофізика та нанотехнології

ОК 10

Обов’язкова дисципліна для ОП

Другий

2023/2024

1 Семестр

3

Студент повинен знати загальні основи дискретних зв’язаних станів квантово-механічних частинок; загальні основи фізики конденсованої речовини в нанометровому масштабі; основні фізичні характеристики нанокластерів, нанокристалітів, наноплівок та нанотрубок; базові підходи до постановки експериментів в нанофізиці; базові літографічні технології створення нанорозмірних пристроїв та зразків; базові основи функціонування наноелектронних приладів. Студент повинен вміти створювати алгоритми обробки даних експериментів, що проводяться для дослідження конденсованої речовини в нанометровому діапазоні довжин; здійснювати оціночні розрахунки електронного спектру нанорозмірних зразків із заданою геометрією та ефективною масою електрона; опановувати програмні пакети, як комерційно ліцензовані, так і з відкритим кодом, для чисельного моделювання фізичних властивостей нанокластерів та наноелектронних приладів.

Очна форма

Навчальна дисципліна «Нанофізика та нанотехнології» базується на циклі дисциплін професійної та практичної підготовки бакалавра, а саме: “Електрика та магнетизм”, “Оптика”, “Атомна фізика”, “Квантова механіка”, “Фізика конденсованого середовища”, “Фізика твердого тіла”. Попередні вимоги: Студент повинен знати: основні закони, рівняння та співвідношення курсу загальної фізики, курсу фізики конденсованого середовища, курсу квантової механіки. Студент повинен вміти: будувати фізичні моделі конденсованої речовини та тведого тіла як виходячи з уявлень класичної фізики, так і згідно квантово-механічних уявлень, вирізняти основні та другорядні взаємодії, якими можна нехтувати. Студент повинен знати: базові підходи до проведення фізичних експериментів та вимірювань фізичних величин, основні засади впровадження фундаментальних знань в практичні технології.

Вивчення дисципліни «Нанофізика та нанотехнології» дозоляє опанувати основні фізичні принципи, що керують властивостями зразків конденсованої речовини, розміри яких перебувають в нанометровому діапазоні. Об’єктами вивчення є нанокластери, нанокристаліти, нанорозмірні плівки, нанопоруваті матеріали, методи їхнього створення та дослідження. Розглядаються основні різновиди нанолітографії, за допомогою якої можна створювати відповідні нанорозмірні об’єкти в межах усталеного технологічного процесу. Як альтернативний шлях створення наноструктур та нанорозмірних пристроїв, вивчаються процеси самозбирання в плівках, що вирощуються на поверхні певної підкладинки. Значна увага приділяється квантовому обмеженню, що накладається на власні електронні стани, та вплив, який воно чинить на властивості специфічних наноелектронних пристроїв, а також на електронні властивості зразків речовини відповідного розміру, зокрема в системах пониженої розмірності (1-вимірних, 2-вимірних). Розглядаються особливості протікання електричного струму через такі об’єкти, та врахування цих особливостей для створення нових різновидів нанорозмірних транзисторів та інших перспективних електронних приладів та систем.

1. D.G. Steel. Introduction of Quantum Nanotechnology - A Problem Focused Approach. – Oxford University Press, 2021. – 370 pp. 2. M. Rocca, T.S. Rahman, L. Vattuone. Springer Handbook of Surface Science. – Springer Nature Switzerland AG, 2020. – 1260 pp. 3. K.D. Sattler. 21st Century Nanoscience - A Handbook / Nanophysics Sourcebook. – Taylor & Francis Group, LLC, 2020. – 371 pp. 4. Ю.М. Поплавко, О.В. Борисов, Ю.І. Якименко, Нанофізика, наноматеріали, наноелектроніка. – К.: НТУУ «КПІ», 2012. – 300 с. 5. О.В. Третяк, В.З. Лозовський, Фізика низьковимірних систем, К. : Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2013. – 372 с. 6. Edward E. Wolf. Nanophysics and Nanotechnology. An Introduction to Modern Concepts in Nanoscience. Second Edition, WILEY-VCH, 2006. – 301 pp.

Лекції, самостійна робота .

Семестрове оцінювання: дві контрольні роботи, кожна оцінюється максимум в 30 балів. Підсумкове оцінювання - у формі заліку; форма заліку – письмово-усна. Всього за залік можна отримати від 0 до 40 балів. Умовою досягнення позитивної оцінки за дисципліну є отримання не менш ніж 60 балів, при цьому, оцінка за залік не може бути меншою 25 балів. Умови допуску до заліку: отримання студентом сумарно не менше, ніж критично-розрахунковий мінімум за семестр – 35 балів.

Українська