МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ)

___________________________________________________________________________________________________________

1.Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Модуль подготовки: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Квалификация выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"АКТИВНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

М.2; 8.2

Часов (всего) по учебному плану:

108

Трудоемкость в зачетных единицах:

3

1 семестр – 3

Лекции

54 час

1 семестр

Практические занятия

Лабораторные работы

Расчетные задания, рефераты

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

54 час

Экзамены

1 семестр

Курсовые проекты (работы)

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является формирование у студентов системного подхода в изучении физических процессов, явлений, параметров и возможных применений активных диэлектриков в массивном и пленочном исполнении для изделий электротехники и электроники.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

·  использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1)

·  понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

·  разрабатывать технические задания на проектирование технологических процессов производства материалов и изделий электронной техники (ПК-11);

·  формулировать цели и задачи научных исследований в соответствии с тенденциями и перспективами развития электроники и наноэлектроники, а также смежных областей науки и техники. Обоснованно выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения сформулированных задач (ПК-16);

Задачи дисциплины:

·  освоение методов теоретического расчета и анализа экспериментальных параметров активных диэлектриков - кристаллов, тонких диэлектрических пленок и наноструктур.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Полупроводниковые материалы и структуры" направления 210100 Электроника и микроэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Материалы электронной техники", "Физика конденсированного состояния" и "Физика диэлектриков".)

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении выпускной работы магистра.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны:

Знать:

·  тенденции и перспективы развития электроники и наноэлектроники, а также смежных областей науки и техники (ПК-1, 3).

Уметь:

·  разбираться в новых областях научных исследований и разработок, связанных с активными диэлектриками. Оценивать методологические подходы к решению задач в профессиональной сфере деятельности (ПК-16);

·  разрабатывать физические и математические модели приборов и устройств, включающих в качестве компонентов активные диэлектрики (ПК-11).

Владеть:

·  методами проектирования электронной компонентной базы и технологических процессов электроники и наноэлектроники (ПК-1, 3, 11);

·  методами математического моделирования приборов и технологических процессов с целью оптимизации параметров (ПК-1, 3, 16).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Способность поляризации и сегенетоэлектричество

10

1

6

4

Тест

2

Физические эффекты в сегнетоэлектриках

14

1

8

6

Тест

3

Параэлектрики. Активные диэлектрики в СВЧ –устройствах

14

1

8

6

Тест

4

Пироэффект пленках и пьезоэффект в тонких. Активные диэлектрики. Поверхностные акустические волны.

14

1

8

6

Тест

5

Оптические квантовые генераторы. Материалы нелинейной оптики.

14

1

8

6

Тест

6

Электреты.

14

1

8

6

Тест

7

Жидкие кристаллы.

14

1

8

6

Тест

Экзамен

14

14

Письмен. Устный

Итого:

108

54

54

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Способность поляризации и сегенетоэлектричество

Классификация активных диэлектриков по типам структур и основным физическим эффектам. Термодинамическая и динамическая теории сегнетоэлектриков. Нелинейные эффекты. Сегнето - и антисегнетоэлектрические фазовые переходы. Эффекты переключения и энергонезависимая память на сегнетоэлектриках. Позисторный эффект в сегнетополупроводниках. Периодические наноразмерные доменные структуры в сегнетоэлектрических кристаллах, применение наноразмерных сегнетоэлектрических материалов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

2. Физические эффекты в сегнетоэлектриках

Размерные эффекты в сегнетоэлектрических пленках. Особенности технологии получения сегнетоэлектрических пленок вакуумными, химическими и нетрадиционными способами. Технология и характеристики полимерных пленок активных диэлектриков.

3. Параэлектрики. Активные диэлектрики в СВЧ –устройствах.

Параэлектрики при нормальных и низких температурах. Применение криопараэлектриков в микроэлектронных устройствах. Особенности технологии и расчета планарных СВЧ –элементов. Основные параметры и частотные свойства ВЧ и СВЧ устройств на планарных сегнетоконденсаторах.

4. Пироэффект и пьезоэффект. Поверхностные акустические волны.

Пироэффект и пироэлектрические преобразователи энергии для электроники. Элементы расчета пироэлектрических преобразователей. Физические основы пьезоэффекта. Пьезоэлектрические материалы и пленки на основе сегнетоэлектриков, полимеров, композиционных пьезоэлектриков, биополимеров, природных материалов. Расчет основных параметров пьезоэлектриков. Поверхностные акустические волны (ПАВ) в устройствах на пьезоэлектриках и пьезоэлектрических пленочных структурах; особенности технологии и расчета основных характеристик ПАВ.

5.Активные диэлектрики Оптические квантовые генераторы

Активные нелинейные диэлектрики - основные материалы нелинейной оптики в преобразовании частоты когерентного излучения, генерации гармоник, параметрической генерации света.

6. Электреты

Физика электретов, их свойства, особенности технологии и применение.

7. Жидкие кристаллы.

Жидкие кристаллы - классификация, фазовые переходы, нелинейные эффекты, применение.

4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены

4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Практические занятия

При освоении соответствующих разделов рекомендуется использовать компьютерный Учебно-контролирующий комплекс по электротехническим материалам [IХ.6.1] «Электротехническое материаловедение» , , ., . Адрес ресурса: http://ftemk. mpei. *****/ctlw; http://eltech. mpei. *****. Объем работы на ЭВМ 2 часа.

При решении задач, рассматриваемых на практических занятиях, рекомендуется использовать математические пакеты Mathcad, MatLAB; виртуальные лабораторные работы http://eltech. mpei. *****/webapps/etm/main. aspx.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, реферат, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется из условия: 0,3´(среднеарифметическая оценка за тесты) + 0,3´оценка за реферат + 0,4´оценка на экзамене.)

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. , Хохлов твердого тела.-М.: Высшая школа, 2000, -493 С.

2. , Сорокин электронной техники. - СПб:. Из-во «Лань», 20с.

3. Бородулин диэлектрики. Конспект лекций по курсу «Активные диэлектрики»/ под ред. . - М.: Издательство МЭИ, 20с.

4. Бородулин диэлектрики. Сегнетоэлектрические пленки. Учебное пособие по курсу «Активные диэлектрики»/Под ред. . - М.: Издательство МЭИ, 200с.

5. Бородулин диэлектриков. Избранные вопросы теории, эксперимент и методы расчетов. Лабораторный практикум: [учебное пособие] / , . - Москва, 20, [1] с..

б) дополнительная литература:

1. Бородулин явления в сегнетоэлектриках и тонких диэлектрических пленках. –М.: МЭИ, 1981, –96 С.

2. , ,Тихонов компьютерного учебно-контролирующего комплекса.-М.: МЭИ, 1999,-40 С.

3. Пособие по электротехническим материалам. М.: Энергия, 1979, –431 С.

4. , Поплавко . Основные свойства и применения в электронике. –М.: Радио и связь, 1989, –286 С.

5. Нанотехнологии в электронике // под ред. Чаплыгина. - М.: Техносфера, 20С.

6. Mathcad 8 Pro для студентов и инженеров. - М.: Компьютер пресс, 1999, -523 С.

7. Лабораторный практикум «Физика твердого тела» том 2/ Под ред. - М.: Высшая школа, 2001, -486 С.

8. Технология тонких пленок. Справочник. Т 1, Т 2 пер. с англ./ Под ред. Л. Майссела, Р. Гленга.-М. : Сов. радио, 1977, -662,764 С.

9. Электротехнический справочник. В 4 т. Т.1. Общие вопросы. Электротехнические материалы / Гл. ред. ; Общ. ред. , и др. – 10-е изд., стер. – М. : Изд. дом МЭИ, 2007 . – 440 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1.Учебно-контролирующий комплекс «Электротехническое материаловедение» , , ., . Адрес ресурса: http://ftemk. mpei. *****/ctlw; http://eltech. mpei. *****.

б) другие:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и программе «Полупроводниковые материалы и структуры».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., ассистент

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой электротехнических материалов

и компонентов и автоматизации

электротехнологических комплексов

докт. техн. наук, профессор