МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА В г. ТАГАНРОГЕ
УТВЕРЖДАЮ
_______________________
"_____"__________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
МИКРО - И НАНОСИСТЕМЫ В ТЕХНИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
Направление подготовки
222900 – Нанотехнологии и микросистемная техника
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
Очная
Таганрог 2011
1. Цели освоения дисциплины.
Целями освоения дисциплины являются формирование знаний о микро - и наносистемной технике (МНСТ), базовых физических принципах их функционирования, характеристиках, конструкциях и особенностях применения.
Теоретическое и практическое изучение элементной базы микро - и наносистемной техники, принципов ее работы и математических моделей с использованием современных программных средств и среды программирования позволяет студентам овладеть базовым знаниями для решения основных задач ОПП в экспериментально-исследовательской и проектно-конструкторской профессиональной деятельности.
2. Место дисциплины в структуре магистерской программы.
Изучение элементной базы интегральных компонентов микро - и наносистемной техники, принципов ее работы и математических моделей в полной мере отражают образовательные интересы личности обучающихся студентов в области экспериментально-исследовательской и проектно-конструкторской деятельности по данной ОПП.
Разработанные оригинальные методики преподавания дисциплины, учебные и учебно-методические пособия, комплекс примеров расчетов микромеханических компонентов микросистемной техники и контрольных заданий обеспечивают эффективную реализацию образовательных интересов личности обучающихся студентов в области экспериментально-исследовательской и проектно-конструкторской деятельности по данной ОПП.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Микро - и наносистемы в технике и технологии».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
· Знать: базовые знания для решения основных задач в проектно-конструкторской профессиональной деятельности;
· Уметь: использовать полученные знания при разработке инновационной продукции;
· Владеть: навыками работы с современным лицензионным программным обеспечением для расчета компонентов микро - и наносистемной техники.
4. Структура и содержание дисциплины «Микро - и наносистемы в технике и технологии».
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц 288 часов.
№ п/п | Раздел Дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | |||
Лек. | Прак. | КСР | С. р. | |||||
1 | Основные понятия и термины. Параметры и характеристики микро - и наносистем | 6 | 1 - 3 | 6 | - | 12 | 6 | - |
2 | Сенсорные компоненты микро - и наносистем | 6 | 4 - 7 | 8 | - | 16 | 8 | - |
3 | Актюаторные компоненты микро - и наносистем | 6 | 8 - 11 | 8 | - | 16 | 8 | Рейтинг-контроль, неделя 9 |
4 | Катушки индуктивности и конденсаторы в микро - и наносистемах | 6 | 12 - 15 | 8 | - | 16 | 8 | - |
5 | Конденсаторы в микро - и наносистемах | 6 | 16 - 17 | 4 | - | 8 | 4 | - |
6 | Высокочастотные микрофильтры в микро - и наносистемах | 6 | 18 - 21 | 8 | - | 16 | 8 | Экзамен, семестр 2 |
7 | Линии передач в микро - и наносистемах | 6 | 22 – 25 | 8 | - | 16 | 8 | - |
8 | Микроантенны в микро - и наносистемах | 6 | 26 - 27 | 4 | - | 8 | 4 | Рейтинг-контроль, неделя 27 |
9 | Аналитико-технологические микросистемы | 6 | 28 – 29 | 4 | - | 8 | 4 | - |
10 | Микро - и нанолаборатории-на-кристалле | 6 | 30 - 33 | 8 | - | 16 | 8 | - |
11 | Перспективные области применения компонентов МСТ | 34 - 36 | 6 | - | 12 | 6 | Экзамен, семестр 3 |
5. Образовательные технологии
Лекционные занятия проводятся с использованием интерактивных средств (ноутбук, проектор).
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Контрольные вопросы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
– Элементы микросистемной техники: микроподвес, микроограничитель, микрозажим, переменный микроконденсатор, микроклапан (микрозаслонка).
– Элементы микросистемной техники: микроподвес, микроограничитель, микрозажим, переменный микроконденсатор, микроклапан (микрозаслонка).
– Эффект Зеебека.
– Эффект Пельтье.
– Элементы микросистемной техники: микробалка с двухсторонней фиксацией, микрогребень, микрорычаг, микродроссель, микромаховик.
– Эффект Томсона.
– Элементы микросистемной техники: микроопора, микроторсион, микропружина, микроограничитель, микроканал.
– Элемент Холла.
– Компоненты микросистемной техники: микропривод, микромембрана, микропоршень, управляемый микрофильтр.
– Двухколлекторный магнитотранзистор.
– Компоненты микросистемной техники: микротрансмиссия, микропереключатель, зубчатая микропередача, угловой кубический микроотражатель.
– Волоконно-оптические гироскопы.
– Компоненты микросистемной техники: микроредуктор, зубчатое микроколесо, микронасос, микрореактор.
– Вибрационные микромеханические гироскопы LL-типа.
– Параметры и характеристики МСТ: чувствительность, относительная мультипликативная чувствительность к влияющей физической величине, систематическая погрешность, погрешность линейности.
– Вибрационные микромеханические гироскопы RR-типа.
– Параметры и характеристики МСТ: абсолютная аддитивная чувствительность к влияющей физической величине, функция преобразования, случайная погрешность, время преобразования (отклика).
– Вибрационные микромеханические гироскопы LR(RL)-типа.
– Параметры и характеристики МСТ: относительная аддитивная чувствительность к влияющей физической величине, статическая погрешность, дополнительная погрешность, чувствительность.
– Микромеханические акселерометры L-типа.
– Параметры и характеристики МСТ: абсолютная мультипликативная чувствительность к влияющей физической величине, динамическая погрешность, погрешность аппроксимации, частотный диапазон.
– Микромеханические акселерометры R-типа.
– Классификация сенсорных компонентов МСТ.
– ММА прямого и компенсационного преобразования.
– Виды микросистем.
– Акселерометры с нагреваемой пластиной.
– Виды функциональных микроустройств в составе МСТ.
– Акселерометры с нагреваемым газом.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Микро - и наносистемы в технике и технологии».
а) основная литература:
– Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение.– М.: Мир.– 1989.– 196 с.
– . Интегральные тензопреобразователи.– М: Энергоатомиздат.– 1983.– 137 с.
– ВЧ МЭМС и их применение.– М.: Техносфера, 2004.– 528с.
– Датчики теплофизических и механических параметров: Справ. в 3-х т. / Под общ. ред. – М: Радиотехника.– 1998.– 459 с.
– , . Полупроводниковые датчики.– М.: Сов. радио.– 1975.– 104с.
– , Лысенко микросистемной техники. Часть 1.– Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.– 117 с.
б) дополнительная литература:
– , Лысенко основы микросистемной техники. Учебное пособие.– Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004.– 54 с.
– , . , , . Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.– 153 с.
– . Проектирование датчиков для измерения механических величин. – М.: Машиностроение, 1979.– 480 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
– официальный сайт журнала «Нано - и микросистемная техника» (URL: http://www. *****).
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Микро- и наносистемы в технике и технологии».
Вычислительная лаборатория, оснащенная персональными компьютерами и специализированным программным обеспечением.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 222900 – Нанотехнологии и микросистемная техника.
Автор к. т.н., доцент кафедры КЭС
Рецензент (ы) _________________________
Программа одобрена на заседании ____________________________________________
(Наименование уполномоченного органа вуза (УМК, НМС, Ученый совет)
от ___________ года, протокол № ________.
