Інфопакет

Нанофізика та нанотехнології

ОК 07

Обов’язкова дисципліна для ОП

Другий

2023/2024

1 Семестр

3

Студент повинен знати: Загальні основи фізики наноструктур. Загальний опис електронно-ядерної системи нанокластера. Загальні підходи до обчислення механічних, електронних, оптичних, магнітних та інших фізичних та хімічних властивостей нанокластерів. Основні експериментальні методи вимірювання механічних, електронних, оптичних, магнітних та інших фізико-хімічних властивостей нанокластерів. Роль сучасної мікроскопії та спектроскопії в дослідженнях наноструктур. Основні закономірності та тенденції зміни фізичних характеристик речовини при переході від макроскопічних до нанорозмірних зразків. Еволюція властивостей активних елементів електронних схем при переході від мікроелектроніки до наноелектроніки. Основні види технологій наноструктуризації речовини. Загальна специфіка протікання хімічних реакцій та каталізу при нанорозмірному подрібненні твердих реагентів.

Очна форма

Студент повинен знати: основи загальної фізики, квантової механіки, фізики твердого тіла, а також фізики металів, діелектриків та напівпровідників, фізики вакууму, фізики тонких плівок, інтегральної електроніки та мікроелектроніки, радіотехніки та теорії електричних кіл. Аспірант повинен вміти: використовувати математичний апарат в обсязі програми фізико-математичних спецальностей закладів вищої освіти, здійснювати постановку та розв’язання фізичних задач, ідентифікувати сучасні експериментальні методики необхідні для розв’язання практичних проблем сучасних мікро- та нанотехнологій.

Історичні передумови появи нанотехнології. Роль методик мікроскопії як ключових для пізнання світу у наномасштабі. Електронні властивості наномасштабних систем та систем пониженої розмірності. Методи розрахунку електронних хвильових функцій та енергетичного спектру для нанорозмірних систем. Трансформація фізичних властивостей конденсованого стану речовини від атомів/молекул до наночастинок та перехід до макроскопічних властивостей. Проблеми моделювання кластерів розміром від десятків до тисяч атомів. Нано- та молекулярна електроніка. Явище кулонівської блокади. Тунелювання електронів як одне з фундаментальних явищ нанофізики. Моделювання транспорту носіїв заряду через системи з дискретними рівнями. Одноелектронні транзистори, їхні характеристики та застосування. Цифрова та аналогова схемотехніка на базі одноелектронних транзисторів, основні підходи до передавання, обробки та зберігання інформації. Технології створення наноелектронних схем, нанолітографія на основі екстремального ультрафіолету та Х променів, електронно-променева, іонно-променева та сканувально-зондова нанолітографія.

1. Klaus D. Sattler. Handbook of Nanophysics — Nanoparticles and Quantum Dots. – CRC Press Taylor & Francis Group, 2011. – 718 pp. 2. Klaus D. Sattler. Fundamentals of Picoscience. – CRC Press Taylor & Francis Group, 2014. – 754 pp.3. M. Fischetti, W.G. Vandenberghe. Advanced Physics of Electron Transport in Semiconductors and Nanostructures. – Springer International Publishing Switzerland, 2016. – 481 pp. 4. E.L. Wolf. Nanophysics and Nanotechnology — An Introduction to Modern Concepts in Nanoscience. – WILEY-VCH Verlag GmbH &Co. KgaA, Weinheim, 2006. – 301 pp. 5. G. Iadonisi. G. Cantele, M. L. Chiofalo. Introduction to Solid State Physics and Crystalline Nanostructures. – Springer Verlag Italia, 2014. – 707 pp.

Лекції, консультації, самостійна робота.

Навчальний семестр має два змістовні модулі. Після завершення першого модуля проводиться письмова контрольна робота, із максимальною оцінкою 40 балів. Після завершення другого модуля проводиться іспит за матеріал обох модулів, із максимальною оцінкою 60 балів. Умовою досягнення позитивної оцінки за дисципліну є отримання сумарно не менш ніж 60 балів.

Українська