По профилю «Физика кинетических явлений» программы учебных дисциплин «Физика разделения изотопных и молекулярных смесей», «Физика поверхности и наноструктур», «Прикладная ионная физика и масс-спектрометрия» и «Физическое обеспечение единства измерений (метрология)» согласованы с Институтом молекулярной физики (ФНЦ Курчатовский институт) и ВИИФТРИ.
4.Для повышения качества обучения и ликвидации недостатка в учебной литературе написаны и изданы 6 учебников и 28 учебных пособий:
4.1.Учебники:
4.1.1. Под редакцией «Физические методы и установки активного контроля делящихся материалов» .
4.1.2. Под редакцией «Методы измерения ядерных материалов»
4.1.3. Под редакцией «Основы контроля, учета и физической защиты ядерных материалов» , , .
4.1.4.Под редакцией Калина материаловедение, Т.1. , , (каф.9).
4.1.5.Под редакцией Калина материаловедение, Т.2. , , (каф.9).
4.2.Учебные пособия:
4.2.1.Дозиметрическое планирование лучевой терапии. Часть 1. Дистанционная фотонная терапия (каф.1).
4.2.2.Дозиметрическое планирование лучевой терапии. Часть 2. Лучевая терапия пучками заряженных частиц и нейтронами (каф.1).
4.2.3.Теория переноса нейтронов. (каф.5).
4.2.4.Физическая теория ядерных реакторов. . (каф.5).
4.2.5.Компьютеризированные системы учета и контроля ядерных материалов. (каф.5).
4.2.6.Безопасность ЯЭУ с реакторами ВВЭР. (ЛТС)
4.2.7.Моделирование технологических процессов (каф.9)
4.2.8.Влияние легирования и термической обработки на структуру и свойства циркония (каф.9).
4.2.9.Рентгеновская дифрактометрия. (каф.9).
4.2.10.Рентгенографическое определение макронапряжений. (каф.9).
4.2.11.Карбидное ядерное топливо. (каф.9).
4.2.12.Основы металловедения. (каф.9).
4.2.13. Прикладная ядерная физика. и др. (каф. 24).
4.2.14.Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами в ядерной энергетики. и др. (каф.13).
4.2.15.Морская атомная энергетика. (каф.13).
4.2.16.Безопасность при эксплуатации атомных станций. и др.(каф.13)
4.2.17.Разделение изотопов в каскадах. (каф.10).
4.2.18.Сборник задач по курсу «Детали машин и основы конструирования. (каф.18).
4.2.19.Эксплуатационные свойства материалов для обоснования проектов твэлов энергетических реакторов. (каф.18).
4.2.20.Экспертиза документации и оценка выполнения программ обеспечения качества атомных станций. и др.(каф.18)
5.Проведена значительная работа по модернизации запуску предметных учебно-научных лабораторий:
5.1.Лаборатория безопасности жизнедеятельности (каф.1).
5.2.Лаборатория энергетических конденсированных систем (каф.4).
На кафедре №4 проведена калибровка и коррекция прибора STA 409 Luxx по месту установки, разработано наставление (инструкция) по работе с прибором. Научное освоение прибора STA 409 Luxx проведено на высокоэнергетических и наноструктурных материалах, алюминии, аммиачной селитре. Серия испытаний с образцами гидроокиси алюминия проведена совместно с кафедрой № 24. В лаборатории выполняют УИР студенты.
Рис.2. Выполнение УИР студентами на установке STA 409 Luxx.
5.3. Лаборатория компьютеризированных тренажеров для ядерно-энергетических установок (каф. 5).
Данная лаборатория создана на основе современной вычислительной техники и уникального программного обеспечения для обучения студентов и повышения квалификации специалистов отрасли. Программно-техническое оснащение лаборатории состоит из 9 рабочих мест обучаемых и 1 рабочего места инструктора, объединенных в локальную сеть. На каждом рабочем месте установлен программный комплекс компьютерного тренажера по основным технологическим системам 3-го энергоблока Калининской АЭС с цифровой АСУТП, являющегося наиболее референтным для энергоблоков проекта «АЭС-2006». Программно-техническое оснащение классов нацелено на реализацию задач обучения в следующих направлениях:
· состав, назначение и конструктивные особенности основных технологических систем АЭС с ВВЭР-1000;
· взаимосвязи технологических систем энергоблока и их основные технологические режимы;
· структура, назначение и состав компонент цифровой АСУТП энергоблока;
· основные технологические режимы энергоблока ВВЭР-1000 в целом, их особенности и регламентные ограничения.
5.4. Лаборатория термического анализа материалов (каф.9).
Лаборатория оснащена автоматизированным прибором синхронного термического анализа (STA449CD Jupiter) и дилатометром (DIL402PC) для температурного интервала измеренийоС. Идет подготовка документации и лаборатории к приему студентов.
Рис. 3. Прибор синхронного термического анализа.
5.5. Учебный кабинет «Инженерное обеспечение проектных и конструкторских работ»(каф.18).
В настоящее время разработан проект переоборудования помещения (А-220), получено новое оборудование (офисная и компьютерная техника), осуществлен 1-ый этап подготовки помещения – установлены кондиционеры, проведен косметический ремонт. Идет подготовка документации для пуска кабинета.
5.6.Лаборатория разделения изотопов (каф.10).
5.7.Лаборатория масс-спектрометрии (каф.10).
1.3.2.1.3. Реализованные и / или подготовленные инновации в научно-исследовательской деятельности
Научные исследования и разработки направления проводятся в соответствие с Программой развития атомной отрасли России, утвержденной Президентом РФ 08.06.2006, ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы», по направлению "Энергетика и энергосбережение", федеральным целевым программам "Национальная технологическая база", "Ядерная и радиационная безопасность России", по ведомственным целевым программам «Развитие научного потенциала высшей школы» и на основании ведомственной целевой программы «Международный термоядерный реактор итэр».
Ключевые направления НИР, обеспечивающие новое содержание учебных дисциплин:
– Фундаментальные ядерно-физические исследования;
– Нейтронно-физические исследования;
– Материаловедческие исследовании;
– Исследования физики кинетических явлений;
– Медико-биологические исследования;
– Экономические исследования.
Среди направлений в области фундаментальных исследований в 2007 году значительное внимание сотрудников направления уделялось исследованию поведения и состояния водорода в твердом теле, разработке физических методов создания нового структурно-фазового состояния конструкционных и функциональных материалов, развитию концепции радиационной безопасности при решении фундаментальных проблем медицины и экологии, исследованию биофизических процессов в тканях при одновременном воздействии гипертермии и лучевой терапии при онкологических заболеваниях, физико-математическому анализу безопасности и эффективности ядерно-энергетических технологий, расчетному моделированию физических процессов в исследовательских реакторах типа ИРТ с помощью модернизированного расчетного комплекса TIGR, физико-техническим основам создания нано - и микрокристаллических материалов и их модифицированию химико-техническим и ионно-плазменным воздействием, изучению поведения ионно-внедренного гелия в сплавах никеля и железа, а также примесей в расплавах систем Ti-Al, Ni-Al, исследованию физико-химических и теплофизических процессов в материалах и элементах ядерных энергетических установок, моделированию процессов теплообмена и гидродинамики, усталостному разрушению в системах и элементах ядерно-энергетических установок, исследованиям по трибофатике материалов в экстремальных условиях и исследованию износа материалов и покрытий в агрессивных средах.
Кроме этого в 2007 году кафедры направления осуществляли цикл хоздоговорных НИР, направленных на разработку методики анализа погрешности измерений для клинической дозиметрии и разработку и внедрение программно-методических средств для обоснования радиационной безопасности аэс в части "Разработка методических рекомендаций по паспортизации тро, хранящихся в балк-форме в хранилищах аэс", работы по моделированию дистанционных источников для расчетов доз облучения с помощью метода Монте-Карло (каф.1). Проведено исследование различий нуклонного состава осколков при фотоделении и делении ядер нейтронами, работа по созданию учебного центра по физической защите в Обнинске (каф.5). Исследования в области материаловедения, включая экспериментальное уточнение химического состава и оптимизацию технологии быстрого затвердевания припоя стемет 1108 для пайки бериллиевой облицовки первой стенки, оптимизация состава стемет 1203 для пайки вольфрама с медью, расчетные исследования свойств U-мо-пд и обоснование выбора имитаторов пд и барьерных покрытий топливных частиц, разработку методики оценки влияния параметров кристаллизации на структуру и физико-механические свойства нанокристаллических материалов, изучение температурной зависимости тепловых свойств бериллия, рентгеноструктурные исследования образцов из сплавов на основе циркония, облученных при температурах 300, 350 и 4000С до повреждающих доз 10 сна и моделирование процессов деформации при изготовлении композиционных сверхпроводников (каф.9). Разработку систем ввода и детектирования портативного газового хроматографа для комплектования мобильных аналитических лабораторий и численное моделирование течения и тепломассопереноса в промышленных установках (каф.10). Разработку и расчетно-экспериментальные исследования эксплуатационных свойств перспективного оксидного ядерного топлива с низким сопротивлением деформированию для пополнения базы знаний, используемой при создании твэлов ядерных реакторов нового поколения, повышения их ресурса и безопасности, разработку методики и проведение периодических испытаний работоспособности элементов защиты автоматических телефонных станций и соответствие их техническим условиям и разработку и апробацию модели диагностических средств оценки уровня профессиональной компетенции выпускников при реализации стандартов высшего профессионального образования 3-го поколения (каф.18). Цикл работ по наноструктурным материалам и технологиям, включая разработку научных основ технологии создания оксидных нанокристаллических порошков и керамических материалов, способов получения нанопорошков для нейтроно - и рентгенозащитных нанокомпозитов, анализ физико-химических свойств нанопорошков и керамики на основе диоксида циркония, получение, исследование и аттестацию нанокристаллических порошков наносруктурированных оксидных керамик, работающих в экстремальных условиях эксплуатации, комплекс работ по созданию технологии получения маскирующих покрытий на основе нанокомпозитных пленок, а также разработку программного обеспечения для устройств, применяемых в рентгенофлуоресцентном анализе и исследование сцинтилляционных детекторов для радиационных мониторов (каф.24).
В рамках подготовки инноваций в научно-исследовательской деятельности проведена работа по кафедрам:
1.Проведено заседания рабочей группы Комиссии Росатома по вопросу «разработка технико-экономической модели и пакета прикладных программ в целях создания перспективных газовых центрифуг», Москва, МИФИ, 07.06.2007г.
2.По заданию Росатома подготовлено Техническое задание на разработку пакета прикладных программ для расчета газодинамических, разделительных и тепловых характеристик центрифуг для разделения изотопов урана (шифр «Кентавр») для включения этих работ в план НИР Росатома на 2008 г
3.По заданию Росатома подготовлено Техническое задание на работы по технико-экономическому обоснованию выбора характеристик углеродных волокон для центрифуг будущих поколений (шифр «Угра») для включения этих работ в план НИР Росатома на 2008 г
4.Подготовлена заявка на формирование на 2008 год тематики и объемов финансирования работ по программным мероприятиям 2.2-2.6 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на годы» по блоку ФЦП «Разработка технологий», в рамках приоритетного направления индустрия наносистем и материалов на тему «Разработка нанотехнологии демпфирования удара и поглощения механической энергии».
5.В рамках соглашения с МНТЦ от 01.01.01 г. № 000 по теме «LETI - Разработка метода и аппаратуры на базе комбинации спектрометра ионной подвижности и времяпролетного масс-спектрометра для идентификации следовых количеств взрывчатых веществ» проведена работа по этапу 1 (1.09.2007-30.11.2007) «Проектирование прибора и его узлов»
6.Проведены работы по исследованию несимметричного газопереноса в анизотропных пористых средах, с целью создания устройств типа газового диода
7.Проведены исследования разделения газовых смесей на мембранных контакторах
8.Заключены договора о сотрудничестве с ВНИИНМ им. , Научно-исследовательским физико-химическим институтом им. , с Ростехнадзором, продолжается научно-техническое сотрудничество с ОАО «Машиностроительный завод» (г. Электросталь).
1.3.2.2. Направление «Концентрированные потоки излучений»
Руководитель направления – Директор института стратегических исследований, заведующий кафедрой «Электронные измерительные системы» академик РАН , заместитель руководителя – заведующий кафедрой «Теоретическая ядерная физика», профессор .
1.3.2.2.1. Вовлеченность персонала вуза и внешних партнеров в реализацию программы, в т. ч. структура и объемы привлеченных ресурсов стратегических партнеров (муниципальные, региональные власти, бизнес, академические институты)
В реализацию программы по данному направлению вовлечены практически все штатные преподаватели и сотрудники кафедр "Физики плазмы", "Физики элементарных частиц", "Лазерной физики", "Физики твердого тела", "Ускорительного центра", "Лазерного центра".
В выполнение проекта вовлечены ведущие предприятия отрасли, институты РАН, бизнес структуры.
· В рамках внедрения ИОП МИФИ 24.08.2007 г. подписано соглашение о сотрудничестве между МИФИ и «ИРЭ-Полюс» (копия договора прилагается). В соответствие с этим соглашением предусмотрено развитие Лазерного центра МИФИ и оснащение его современным лазерным и аналитическим оборудованием для выполнения учебных, научных, производственных и демонстрационных функций. Для реализации данного соглашения «ИРЭ-Полюс» в период 2гг. выделяет $2 500 000. В 2007 г. будет практически завершена реконструкция помещения 1-го цеха корп.№44А для расширения Лазерного центра МИФИ, а в 2008 г. запланировано оснащение реконструируемого помещения оборудованием (большая часть его к настоящему времени заказана).
· В рамках внедрения ИОП МИФИ 25.10.2007 г. подписан договор о сотрудничестве между МИФИ и «Лазеры и аппаратура ТМ», являющимся ведущим российским производителем лазерного оборудования (копия договора прилагается). В рамках данного договора, в частности, предусмотрены:
- совместные научные исследования и ОКР в области лазерных технологий;
- совместное участие в проекте «Разработка перспективных технологий электронного машиностроения, создание и внедрение нового поколения лазерного и вакуумного ионно-плазменного технологического оборудования, осуществляемого в особой экономической зоне технико-внедренческого типа в «Зеленограде».
· Заключен Договор о научно-техническом сотрудничестве между ФГУ Технологический Институт Сверхтвердых и Новых Углеродных Материалов (ТИСНУМ) и МИФИ. В рамках данного договора будет создаваться приборная база для нанотехнологических применений. Результаты этих разработок будут внедрятся в лекционные курсы и лабораторные практикумы по нанотехнологиям и наноизмерительной технике. Предполагается прохождение преддипломной практики студентов и подготовка аспирантов кафедры 26 на базе ФГУ ТИСНУМ.
·
· В рамках выполнения ИОП по направлению 2 кафедры института сотрудничают со следующими предприятиями:
РНЦ «Курчатовский институт», Физический Институт РАН им. , ВНИИНМ им. Бочвара, НИИ СВЧ полупроводниковой электроники, НИИИТ, ЭНПО "Специализированные Электронные Системы", Надмолекулярных систем и нанотехнологий» (г. Дубна) и др..
1.3.2.2.2. Реализованные и / или подготовленные инновации в образовательной деятельности
Подготовлена новая образовательная программа «Физика плазмы» по направлению подготовки 140300 "Ядерные физика и технологии".
· Название специальности (профиля): «Физика плазмы».
· Профиль служит для подготовки специалистов в области физики плазмы и термоядерного синтеза. Специальность непосредственно связана с термоядерной энергетикой. Выпускающая кафедра «Физики плазмы» является базовой в России по подготовке специалистов как для международного проекта ITER, так и для термоядерных исследований в России.
· По данному профилю предполагается три специализации «Физика термоядерного синтеза», «Плазменные процессы в приборах и установках», «Взаимодействие плазмы с поверхностью».
· Разработаны компетенции магистров и учебный план подготовки магистров по профилю «Физика плазмы» общей трудоемкостью 119, 2 зачетных единиц (число выпускников по кафедре – 25 человек, т. е ежегодно примерно это количество и будет готовиться по данной программе).
Новые и обновленные учебные курсы:
· «Актуальные проблемы физики плазмы» - 2 семестра, 72 часа Обзорные лекции и презентации по актуальным проблемам физики и применения плазмы. Обновление -40%. (каф. 21).
· «Физика горячей плазмы и УТС» - 72 часа. Введены новые разделы по реактору ИТЭР и элементарным процессам в плазме. Значительная часть курса изложена в новой книге «Основы физических процессов в плазме и плазменных установках». Обновление – 20% (каф. 21).
· «Атомные столкновения на поверхности» 36 часов. В курс в качестве дополнительных упражнений добавлены самостоятельные работы с программами SCATTER и электронным учебным пособием «Двухчастичные взаимодействия» (каф. 21).
· Новый факультативный курс для Т7-21 и Е7-04 «Профориентация в базовых институтах» 12 часов (представители ведущих научных центров РНЦ КИ, ВНИИЭФ, ТРИНИТИ, ИТЭФ, ИОФРАН, ИКИ, выступают с лекциями перед студентами, которым предстоит распределение на УИР) (каф. 21).
· Краткий курс « ГРИД технологии в УТС» - 3 лекции (каф. 21).
· «Фундаментальные взаимодействия» - 32 часа, 60 студентов (каф. 40).
· «Космомикрофизика» часа, 30 студентов (каф. 40).
· Учебный курс для аспирантов специальности 01.04.20 " Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника", 72 часа. Аспирантов – 7 (каф. 14).
· "Свободные частицы в релятивистской квантовой теории" (каф. 14).
· "Феноменологическое описание процессов взаимодействия частиц методом Грина" (каф. 14).
· "Электрофизические установки и технологии", студентов 25 (каф. 14).
· "Современные средства программирования для прикладных задач" – курс по программе повышения квалификации (каф. 14). Объем курса 72 часа.
· "Современная ускорительная техника и ее роль в решении проблем ядерной и термоядерной энергетики и нанотехнологий" - курс по программе повышения квалификации (каф. 14). Объем курса 72 часа.
· "Квантово-статистические модели горячей плазмы" 64 часа, 10 студентов, курс для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению –"Прикладные математика и физика" по программе "Математическая физика и математическое моделирование" (каф. 32).
· "Кинетические модели плазмы" 32 часа, 10 студентов, курс для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению–"Прикладные математика и физика" по программе "Математическая физика и математическое моделирование" (каф. 32).
· "Кинетика плазмы и численный эксперимент" 32 часа, 10 студентов, курс для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению–"Прикладные математика и физика" по программе "Математическая физика и математическое моделирование" (каф. 32).
Модернизированные учебно-научные лаборатории
· «Физика ускорителей», на базе которой обеспечивается лабораторный практикум для курсов «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника» (группы А8-06, 07, А7-10) и «Физические установки» (группы А8-04, 05), студентов – 60.
· «Электрофизические установкам и технологии», обеспечивающая практикум по циклическим ускорителям, для курса "Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника" (5 курс ф-та А), студентов – 25.
· Модернизирован учебный ускоритель У-31/33. Используется в практикуме по физике ускорителей. Число студентов 60.
Созданы описания новых лабораторных практикумов (ЛП)
· , , ЛП по СВЧ-электронике, 8 п. л. Практикум для студентов факультетов А и В : Техника СВЧ (3 курс), Техника СВЧ, (4 курс) СВЧ-электроника (4 курс) Число студентов – 60.
· , и др. ЛП по Физике ускорителей 8п. л. Число студентов - 60. 3 и 4 курсы, ф-ты А, Е.
· , , , ЛП по Электрофизическим установкам и технологиям, часть 2, Циклические ускорители. 10 п. л. Число студентов - 28. 3 курс ф-та А.
Новые учебники и учебные пособия
· «Спектроскопическая диагностика плазмы» 18 п. л. (каф. 21).
· «Основы физических процессов в плазме и плазменных установках». (Ред. ) 21 п. л. (каф. 21).
· «Применение численных методов для моделирования процессов в плазме». 10 п. л. (каф. 21).
· "Мощная импульсная техника", 16 п. л. (каф. 14).
· , "Лекции по основам электрослабой модели и новой физике" (237 стр.), будет использовано для модернизации курсов: "Фундаментальные взаимодействия"» (60 студентов) и "Космомикрофизика"(30 студентов) (каф. 40).
· , "Введение в аналитические методы решения нелинейных уравнений" (116 стр) (каф. 32).
Научно-популярные книги
· "К глубинным тайнам материи" (каф. 14).
· "Энергия из воды" 7 п. л. (каф. 21).
Защищены 7 кандидатских диссертаций в рамках направления:
, , С. В. Петропавловский, ,
1.3.2.2.3. Реализованные и / или подготовленные инновации в научно-исследовательской деятельности
· В МИФИ, а также совместно с ТРИНИТИ проведены эксперименты на токамаке Т-11М по новой технологии создания покрытия из карбида бора на поверхности графитовых материалов, которое позволило резко улучшить параметры плазмы и снизить крайне вредный для ТЯР захват изотопов водорода в стенки камеры (каф.21).
· Подготовлен и согласован договор о сотрудничестве с институтом физики плазмы общества Макса Планка в г. Гарчинге (Германия). Проведены совместные эксперименты по проблемам взаимодействии плазмы с материалами термоядерных реакторов. Получен совместный грант от немецкого общества им. Гумбольда (1 из 4-х по физике в Германии) (каф.21).
· На средства ИОП приобретен энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр S2 Ranger (3.334 тыс. руб.) с целью создание на его основе практикума для лаборатории «Детекторы элементарных частиц». Данный прибор также будет использован для совместных исследований с надмолекулярных систем и нанотехнологий» (г. Дубна) для определения элементного состава и чистоты нанопорошков (каф.40).
· На базе Лазерного центра МИФИ, с использованием волоконного лазера ЛС-3, приобретенного в рамках ИОП, совместно с «ИРЭ-Полюс», НПФ «Пульсар» и Новолипецким металлургическим заводом проведены предварительные эксперименты по исследованию взаимодействия излучения волоконного лазера с электротехнической сталью с целью повышения эффективности изделий, производимых с использованием данного сорта стали. Со стороны МИФИ в экспериментах принимали участие 4 студента.
· Совместно с сотрудниками «Лазеры и аппаратура ТМ» на базе Лазерного центра МИФИ с использованием лазерного оборудования, приобретенного в рамках ИОП, проведены исследования по выяснению оптимальных режимов лазерной микрообработки специальных изделий электронной техники. Со стороны МИФИ в экспериментах принимали участие 4 студента.
· Вакуумное и дозиметрическое оборудование, закупленное для каф. 14 будет использовано для модернизации ускорителей У-17, входящего в программу "Уникальные Физические установки" и У-28, используемых как для учебной, так и для научной работы в РУЦ МИФИ.
1.3.2.3. Направление «Наносистемы и сверхпроводники»
Руководитель направления – главный научный сотрудник РНЦ КИ, профессор кафедры «Сверхпроводимость и физика наноструктур» член-корреспондент РАН , заместитель руководителя - заведующий кафедрой «Сверхпроводимость и физика наноструктур», профессор .
Полученные в ходе реализации ИОП приборы и оборудование установлены с аудиториях, значительная часть которых предварительно отремонтирована, налажены установки и обучен персонал для работы на сложном оборудовании. Разрабатываются инструкции по эксплуатации и технике безопасности.
В 2007 году начато создание современного практикума для подготовки специалистов в области наноструктур и сверхпроводимости, состоящего из 5 учебно-научных лабораторий (УНЛ).
1.3.2.3.1. Вовлеченность персонала вуза и внешних партнеров в реализацию программы, в т. ч. структура и объемы привлеченных ресурсов стратегических партнеров (муниципальные, региональные власти, бизнес, академические институты)
В выполнение ИОП были вовлечены все преподаватели и научные сотрудники кафедры "Сверхпроводимость и физика наноструктур". В 2007 году были привлечены следующие внешние партнеры:
- Институт сверхпроводимости и физики твердого тела РНЦ Курчатовский Институт
- Отделение физики твердого тела ФИАН.
Ведущими учеными данных организаций был разработан план реализации учебной и научной составляющей направления 3 ИОП МИФИ.
1.3.2.3.2. Реализованные и / или подготовленные инновации в образовательной и научной деятельности
Учебно-научная лаборатория "Компьютерное моделирование наносистем и сверхпроводников".
Лаборатория оснащена следующим оборудованием, закупленным в рамках выполнения ИОП:
1. Десять ПЭВМ на основе двухядерных процессоров, включающих каждая:
· процессор Intel Core 2 Duo E6700 (2,66GHz)
· монитор LCD NEC 19" 1970NXp, (1280x1024).
2. Персональный суперкомпьютер производительность 256 Гфлоп с предустановленной операционной системой Win Compute Cluster Svr 2003, содержащий:
· 10 четырехядерных процессоров Intel® Xeon™ L5320,
· 20 планок оперативной памяти общей емкостью 40GB,
· монитор VS-19'' (1440x900).
3. Мультимедийное оборудование для проведения занятий.
На оборудовании, установленном в данной лаборатории, будут проводиться следующие научные исследования.
1. Статическое и динамическое моделирование с использованием различных теоретических подходов (модель сильной связи, полуэмпирические и ab initio методы):
· углеродных наноструктур (фуллерены, нанотрубки и др.),
· углеродно-водородных наноструктур (кубейнов C8H8, нанотрубок с адсорбированным на них водородом и др.),
· метастабильных кластеров азота и кластерного вещества на их основе.
2. Теоретическое исследование операций с квантовыми битами в квантовых точках.
Студенты будут выполнять следующие лабораторные работы:
1. Фуллерен С60 и его изомеры (цель работы: изучение структуры фуллерена С60 и его изомеров; определение межатомных расстояний, количества и типа дефектов).
2. Моделирование взаимодействия фуллеренов С20 при столкновении (цель работы: изучение процессов слияния и распада двух фуллеренов С20 при их столкновении; исследование влияния скорости сближения и прицельного параметра на продукты взаимодействия фуллеренов).
3. Моделирование распада углеродно-водородного кубейна С8H8 (определение продуктов распада и температурной зависимости времени жизни углеродно-водородного кубейна C8H8).
4. Моделирование распада метастабильного кластера азота кубейна N8 (определение продуктов распада и температурной зависимости времени жизни метастабильного кластера азота кубейна N8).
5. Моделирование процессов резонансного туннелирования в наноструктурах (цель работы: изучение резонансного туннелирования в наноструктурах; определение энергии и полуширины резонансных уровней).
6. Структура метастабильной немолекулярной фазы азота N, влияние температуры и внешнего гидростатического давления (цель работы: знакомство с физическими методами предсказания свойств неизвестных наноматериалов на примере новых полимерных и кластерных форм немолекулярного азота, способных запасать энергию в 3-5 раз больше, чем известные "химические" энергоносители).
7. Электронные свойства сверхпроводников со структурой А15 (цель работы: изучение структуры, определение межатомных расстояний в соединениях А15 (Nb3Sn, Mo3Si); изучение плотности числа электронных состояний N(Е), положения уровня Ферми m и вида N(Е) в окрестности m для соединений А15 в несверхпроводящем состоянии; изучение влияния одноосных напряжений на структуру и плотность числа электронных состояний N(Е) для соединений Nb3Sn и Mo3Si в несверхпроводящем состоянии; изучение влияния дефектов на структуру и плотность числа электронных состояний N(Е) соединений Nb3Sn и Mo3Si).
8. Оксидные сверхпроводники (цель работы: изучение структур оксидных соединений и сверхпроводников; определение межатомных расстояний, получение рентгеновских спектров ВТСП).
9. Намагниченность сверхпроводников второго рода во внешнем магнитном поле, приближение уравнений Гинзбурга – Ландау (цель работы: расчет параметров и двумерной пространственной картины изменения параметра порядка и распределения сверхтока в сверхпроводящем образце).
Учебно-научная лаборатория "Получение и исследование наносистем".
Лаборатория оснащена следующим оборудованием, закупленным в рамках выполнения ИОП:
1. Пять комплектов сканирующих зондовых микроскопов NANOEDUCATOR, позволяющих реализовывать при атмосферном давлении следующие измерительные методики:
· контактную атомно-силовую микроскопию (АСМ),
· резонансную АСМ (полуконтактная + бесконтактная),
· метод отображения фазы,
· метод модуляции силы,
· отображение сил адгезии,
· отображение сопротивления растекания,
· атомно-силовую литографию.
2. Один лабораторный стенд позволяющий реализовывать
· контактную АСМ,
· резонансную АСМ (полуконтактная + бесконтактная),
· атомно-силовую литографию в вакууме 0,05 Тор в магнитном поле до 2 кГс (0,2 Тесла).
3. Ионно-лучевой утонитель PIPS 691 (производитель фирма GATAN, CША), в состав которого входит:
· две ионные пушки на ускоряющее напряжение от 1 кВ до 5 кВ и углом утонения от 0о до 45о,
· телевизионная камера наблюдения за процессом утонения,
· вакуумная система, работающая в автоматическом режиме и позволяющая получить вакуум не хуже 10-5 Тор.
4. Устройство вывода и обработки изображения для просвечивающего электронного микроскопа.
5. Устройства сканирования по энергиям и регистрации спектра для анализатора потерь энергий EM-ASEA10 просвечивающего электронного микроскопа JEM 2000EX, обеспечивающее разрешение анализатора по энергии не хуже 4эВ.
6. Лабораторный комплекс по фотолюминесценции, в состав которого входит:
· твердотельный Nd:YAG импульсный лазер;
· двухканальный спектрометр, имеющий два спектрографа (канала), расположенные в одном корпусе, и встроенный линейный детектор.
На оборудовании, установленном в данной лаборатории, будут проводиться следующие научные исследования.
1. Определение размеров и степени дефектности наночастиц благородных металлов в пленках углерода и окиси кремния с целью оптимизации технологии.
2. Определение влияния степени дисперсности и концентрации нанопорошков металлов и их окислов на сверхпроводящие свойства ВТСП второго поколения.
3. Электронно-микроскопические исследования углеродных пленок, содержащих нанотрубки, с целью оптимизации технологии получения нанотрубок.
Студенты будут выполнять следующие лабораторные работы:
На сканирующих зондовых микроскопах NANOEDUCATOR
1. Получение изображения в сканирующем зондовом микроскопе (цель работы: изучение основ сканирующей зондовой микроскопии; изучение конструкции и принципов работы прибора NanoEducator; получение первого СЗМ изображения).
2. Обработка и количественный анализ СЗМ изображений (цель работы: получить практические навыки в области обработки и количественного анализа СЗМ изображений).
3. Исследование поверхности твердых тел методом сканирующей туннельной микроскопии (цель работы: изучение основ сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии).
4. Исследование поверхности твердых тел методом атомно-силовой микроскопии в неконтактном режиме (цель работы: получение топографии поверхности и фазового контраста исследуемого образца).
На просвечивающем электронном микроскопе JEM 2000EX и установке для магнетронного напыления пленок и нанотрубок
5. Получение графитовых пленок с нанотрубками (цель работы: изучение способа магнетронного осаждения графитовых пленок с нанотрубками и приобретение практических навыков работы с высоковакуумным напылительным оборудованием).
6. Изучение электрофизических свойств графитовых пленок с нанотрубками (цель работы: изучение особенностей вольт-амперной характеристики графитовой бумаги при формировании в ней нанотрубок).
7. Методы подготовки образцов для просвечивающей электронной микроскопии (цель работы: приобретение практических навыков приготовления образцов для просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения с помощью ионно-лучевого утонения).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
