Наноструктуры и методы исследования

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ //

_________ _____________ 2011 г

Наноструктуры и методы исследования

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020100.62 « Химия»

Профиль подготовки « Неорганическая химия и химия координационных соединений»

Форма обучения очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы ______________//

«____»____________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании кафедры неорганической и физической химии ______________2011года. Протокол № ________

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 16 стр.

Зав. кафедрой ____________________//

«____»____________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК отделения математики, физики и химии ИМЕНИТ

______________2011года. Протокол № ________

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК _________________//

«____»____________ 2011 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________//

«____»____________ 2011 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИТ

Кафедра неорганической и физической химии

Наноструктуры и методы исследования

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020100.62«Химия»

Профиль подготовки « Неорганическая химия и химия координационных соединений»

Форма обучения очная

Тюменский государственный университет

2011

Турнаев и методы исследования. Учебно-методи-ческий комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020100.62 «Химия», профиль подготовки « Неорганическая химия и химия коорди-национных соединений», форма обучения очная. Тюмень, 2011, 16 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины «Наноструктуры и методы исследования» опубликована на сайте ТюмГУ: http://www. ***** [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой неорганической и физической химии

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

1.  ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

НАЗНАЧЕНИЕ КУРСА:

Дисциплина «Наноструктуры и методы исследования» входит в цикл общепрофессиональных дисциплин (курс по выбору) рабочего учебного плана по направлению 020100.62 – Химия. Данный курс является дисциплиной по выбору студента, в результате изучения которой студенты приобретают знания, умения и определённый опыт по получению наноматериалов и методам их изучения. При изучения курса используются знания студентов по базовым курсам ("Неорганическая химия", "Физическая химия" и др.) а также по курсам "Строение вещества" и "Физика".

1.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

Цели преподавания дисциплины:

- дать бакалаврам знания по классификации, свойствам, а также по использованию наноматериалов и нанотехнологий;

- формирование у обучающихся знаний современных методов исследования наноматериалов;

- привить навыки использования теоретических знаний при выборе требуемых для конкретного применения новых материалов;

- подготовка бакалавров к будущей практической деятельности, связан-ной с внедрением и использованием наноматериалов и нанотехнологий.

1.2  КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА ООП БАКАЛАВРИАТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДАННОЙ ООП ВПО

В соответствии с ФГОС ВПО данная дисциплина направлена на формирование следующих компетенций:

- профессиональных:

ПК-1 – понимание сущности и социальной значимости профессии, основных перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности;

ПК-2 – владение основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии);

ПК-3 – способность применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных;

ПК-4 – владение навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций;

ПК-6 – владение навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов;

ПК-7 – наличие опыта работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях;

ПК-8 – владение методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов;

- общекультурных:

ОК-6 – использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

ОК-9 – владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имение навыков работы с компьютером, как средством управления информацией.

В области воспитания личности целью подготовки является формирование социально-личностных качеств студентов: целе-устремленности, организованности, коммуникативности.

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

- терминологию, основные понятия и определения;

- основные виды нанотехнологий;

- физические основы перспективных нанотехнологий;

- методы анализа и исследования наноструктур;

уметь:

- подбирать необходимую для проектирования материалов с заданными свойствами справочную литературу, стандарты и другие нормативные материалы;

- выполнять основные технологические операции связанные с методами анализа наноструктур;

иметь опыт (владеть):

- владения нанотехнологиями;

- владения основами проектирования наноструктурированных материалов;

- владения работой со справочной литературой, стандартами и другими нормативными документами;

- расчёта основных свойств наноматериалов;

- научного выбора материалов с заданными свойствами.

2. СТРУКТУРА И ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ.

Основной материал курса излагается в цикле лекций. Методы решения конкретных задач изучаются в ходе практических занятий.

Контроль за развитием перечисленных знаний, навыков и умений осуществляется с помощью нескольких форм.

Для текущего контроля предусмотрены текущие контрольные работы по каждой теме на практических занятиях.

Итоговый контроль осуществляется посредством:

- рейтинг-листа, суммирующего показатели по всем видам текущего контроля;

- семестрового зачёта (письменного или устного). Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётные единицы (з. е.), 108 часов.

3. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Таблица 1

Наименование темы	Недели семе-стра	Лекции (кол-во часов)	Практические занятия (кол-во часов)	Самостоятель-ная работа (кол-во часов)	Итого часов по теме	из них в интеракт. фомре	Итого кол-во баллов
Модуль 1
1. Введение	1	2	–	-	2	-	-
2. Основы технологии нано-материалов	2	2	2	4	8	1	0-8
3. Функциональные и конст-рукционные наноматериалы неорганической природы.	3-5	6	4	6	16	3	0-12
Всего		10	6	10	26	4	0-20
Модуль 2
1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур и наноматериалов	6-9	8	2	10	20	3	0-8
2. Методы получения упоря-доченных наноструктур	10-14	10	4	14	28	5	0-12
Всего		18	6	24	48	8	0-20
Модуль 3
1. Методы зондовой нанотех-нологии	15-16	4	-	10	14	1	0-8
2. Методы измерений.	17-18	4	6	10	18	3	0-13
Всего		8	6	20	34	4	0-21
Итого (часов, баллов)		36	18	54	108		0-61
Из них в интерактивной форме						16

Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля

Таблица 2

	Тема	Формы текущего контроля	Итого баллов
	Контро-льные опросы	Практи-ческие занятия	Контро-льные работы
Модуль 1
1. Введение	-	–	–	-
2. Основы технологии наноматериалов	0-4	0-4	-	0-8
3. Функциональные и конструкционные нано-материалы неорганической природы	0-4	0-4	0-4	0-12
Всего	0-8	0-8	0-4	0-20
Модуль 2
1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур и наноматериалов	0-4	0-4	-	0-8
2. Методы получения упорядоченных нано-структур	0-4	0-4	0-4	0-12
Всего	0-8	0-8	0-4	0-20
Модуль 3
1. Методы зондовой нанотехнологии	0-4	0-4	-	0-8
2. Методы измерений	0-4	0-4	0-5	0-13
Всего	0-8	0-8	0-5	0-21
Итого	0-24	0-24	0-13	0-61

Планирование самостоятельной работы студентов

Таблица 3

№	Модули и темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
обязательные	дополнит.
Модуль 1
1.1	Введение	Работа с учебной литера-турой	Подготовка к самостоя-тельной работе	1		-
1.2	Основы технологии наноматериалов	Работа с учебной лите­ра-турой и лекционным материалом	Подготов­­ка к практич. занятиям	2	4	0-8
1.3	Функциональные и конструкционные наноматериалы неорганической природы	Работа с учебной лите­ра-турой и лекционным материалом, под­готовка к практическим занятиям и к контрольной работе	Подготов­­ка к практич. занятиям	3-5	6	0-12
Всего по модулю 1:	10	0-20
Модуль 2
2.1	Гетерогенные процессы формиро-вания наноструктур и наноматериалов	Ра­бо­та с учебной литера-турой и лекцион­ным материалом, под­готовка к практическим занятиям и к контрольной работе	Подготовка к практич. занятиям	6-9	10	0-8
2.2	Методы получения упорядоченных наноструктур	Подготовка к те­о­ре­ти­ческо­му оп­росу. Работа с учебной литературой и лекционным материалом, подготовка к контрольной работе	Подготов­­ка к практич. занятиям	10-14	14	0-12
Всего по модулю 2:	24	0-20
Модуль 3
3.1	Методы зондовой нанотехнологии	Подготовка к те­о­ре­ти­ческо­му оп­росу. Работа с учебной литературой и лекционным материалом, подготовка к контрольной работе	Подготовка к практич. занятиям	15-16	10	0-8
3.2	Методы измерений	Подготовка к те­о­ре­ти­ческо­му оп­росу. Работа с учебной литературой и лекционным материалом, подготовка к контрольной работе	Подготовка к практич. занятиям	17-18	10	0-13
Всего по модулю 3:	20	0-21
ИТОГО:	54	0-61

4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

Таблица 4

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Функциональные и конструкционные наноматериалы неорганической природы	Методы получения упорядоченных наноструктур.	Методы измерений
1.	Современная неорганическая химия	+	+	+
2.	Научно-исследовательская работа	+	+	+

5. Содержание дисциплины

Модуль 1

Тема 1. Введение.

Понятие о нанотехнологии. Классификация нанообъектов. Размерные эффекты и свойства нанообъектов. Определение наночастицы. Характерные особенности нанообъектов (кристаллическая решетка и магические числа; геометрическая структура; химическая активность и пассивация наночастиц; электронная структура; оптические свойства полупроводниковых наночастиц; размерные эффекты и особенности наноструктур; размерность объекта и электроны проводимости; Ферми-газ и плотность состояний; свойства, зависящие от плотности состояний). Что сулит нам развитие нанотехнологий?

Тема 2. Основы технологии наноматериалов.

Общая характеристика. Технология консолидированных материалов.

Технология полупроводников. Технология полимерных, пористых, трубчатых и биологических наноматериалов.

Тема 3. Функциональные и конструкционные наноматериалы неорганической природы.

Углеродные наноструктуры (фуллерены – новые перспективные материалы широкого применения в наноэлектронике; методы получения и разделения фуллеренов; применение фуллеренов). Углеродные нанотрубки (общие сведения; методы получения нанотрубок; электрические свойства; механические свойства; применение углеродных нанотрубок). Ленгмюровские молекулярные плёнки (общие сведения; перенос монослоёв на твёрдые тела, наращивание мультислоёв; некоторые свойства ленгмюровских плёнок).

Модуль 2

Тема 1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур и наноматериалов.

Методы получения наночастиц из паровой фазы. Получение наночастиц в жидких средах (поверхностно-активные вещества; методы восстановления и разложения в растворах; восстановление в микроэмульсиях; образование твёрдых частиц в микроэмульсиях). Получение упорядоченных структур наночастиц (самособранные монослои и мультислои; упорядоченные решётки наночастиц в коллоидных суспензиях; саморганизованные коллоидные структуры). Наноструктурированные материалы (разупорядоченные твёрдотельные наноструктуры; методы наноструктурирования с использованием компактирования; другие методы наноструктурирования; осаждение наноструктурированных слоёв на подложку; причины разрушения и упрочнение поликристаллических материалов; проблемы обработки наноматериалов; влияние наноструктурирования объёмного материала на магнитные свойства; нано - структурированные многослойные материалы).

Тема 2. Методы получения упорядоченных наноструктур.

Эпитаксия металлорганических соединений из газовой фазы. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Самоорганизация при эпитаксиальном росте. МЛЭ и реализация идей сверхрешётки для устройств наноэлектроники. Возможности методов МЛЭ и ГФЭ МОС в нано-электронике. Создание упорядоченных квантовых наноструктур (концепция «сверху-вниз»; получение квантовых точек самосборкой атомов (концепция «снизу-вверх»); происхождение и величина напряжения решётки с рассогласованными параметрами; механизмы аккомодации и ослабления напряжения; получение квантовых точек Ge самосборкой атомов («германиевая пирамида»). Формирование квантовых точек и проволок при ионном синтезе (ионный синтез квантовых CoSi2 проволок; Самоорганизованные квантовые точки Si0,7Ge0,3, полученных методом ионного синтеза). Примеры приборов на квантовых точках. Сборка наноструктур под влиянием механического напряжения. Автоматическая сборка наноструктур. Управляемая ДНК-сборка наноструктур.

Модуль 3

Тема 1. Методы зондовой нанотехнологии.

Технологическое оборудование для исследования поверхности твёрдых тел и создания наноструктур (общие принципы работы сканирующих зондовых микроскопов; нанотехнологический комплекс; сканирующий туннельный микроскоп; атомно-силовой микроскоп; другие сканирующие микроскопы). Методы создания наноструктур с помощью сканирующих зондовых микроскопов (физические эффекты, используемые в туннельно-зондовой нанотехнологии; методы зондовой нанотехнологии).

Тема 2. Методы измерений.

Структура (атомные структуры; кристаллография; определение размеров частиц; структура поверхности). Микроскопия (просвечивающая электронная микроскопия; ионно-полевая микроскопия; сканирующая микроскопия). Спектроскопия (инфракрасная и рамановская спектроскопия; фотоэмиссионная и рентгеновская спектроскопия; магнитный резонанс).

6. Темы семинарских занятий

Семинарские занятия учебным планом ООП не предусмотрены.

7. Темы практических работ

1.  Получение сферических наночастиц серебра восстановлением нитрата серебра борогидридом натрия в присутствии четвертичных солей дисульфида аммония.

2.  Синтез наночастиц серебра электрохимическим растворением металлического анода в апротонном растворе тетрабутиламмония бромида в ацетонитриле.

3.  Получение наночастиц серебра фотовосстановлением нитрата серебра в присутствии поликарбоновых кислот.

4.  Получение наночастиц из коллоидных растворов.

5.  Получение нанопокрытий путём электрохимического осаждения серебра на подложках.

6.  Подготовка поверхности металлов перед осаждением тонких плёнок. Электрохимическое и химическое полирование.

7.  Изучение кинетики электровосстановления ионов металлов.

8.  Исследование механизма действия органических веществ на кинетику электрохимических реакций.

9.  Электролитическое осаждение наночастиц и плёнок меди на стальную подложку.

10.  Электролитическое осаждение блестящих плёнок индия на медную подложку.

11.  Электролитическое осаждение блестящих плёнок индий + серебро на медную подложку.

12.  Изучение механизма роста плёнки (оксида свинца, оксида меди, оксида марганца).

13.  Изучение процессов образования и роста зародышей новой фазы при электроосаждении металлов.

8. Примерная тематика курсовых работ

Учебным планом ООП не предусмотрена.

9. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

В качестве домашнего задания, для самостоятельной подготовки к коллоквиумам, контрольным работам студенты получают контрольные вопросы, которые помогают им ориентироваться в учебном материале и, используя учебную и методическую литературу, а также материал лекций, выполняют индивидуальные задания.

Вопросы для самоконтроля

1.  Дайте определение понятия «нанотехнология».

2.  В чём состоит междисциплинарность нанотехнологи как направления и каково её значение для научно-технического прогресса?

3.  Перечислите приоритетные направления развития нанотехнологии.

4.  Охарактеризуйте основные разновидности наноматериалов.

5.  Какими размерами зерен (слоёв, включений, пор) характеризуются наноматериалы?

6.  В чём сходство и различие кластеров, наночастиц и нанопорошков?

7.  Дайте общую характеристику структуры наноматериалов.

8.  Выведите соотношения, описывающие зависимость общей доли поверхностей раздела, а также долей межзеренных границ и тройных стыков от размера кристаллитов.

9.  Какие факторы определяют ширину рентгеновских пиков?

10.  Что выявляет высокоразрешающая просвечивающая электронная микроскопия?

11.  Охарактеризуйте основные механизмы роста плёнок?

12.  Сравните достоинства и недостатки методов просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновского анализа.

13.  Охарактеризуйте основные типы распределения кристаллитов по размерам.

14.  Опишите основные типы дефектов в наноматериалах.

15.  Могут ли нанокристаллы быть бездефектными?

16.  Каковы особенности поверхностей в наноматериалах?

17.  Перечислите основные характеристики структуры нанополимеров.

18.  Охарактеризуйте особенности структуры супрамолекулярных и нанопористых материалов.

19.  Приведите пример ДНК-наноматериала.

20.  Дайте общую характеристику тубулярных и луковичных наноструктур.

21.  Охарактеризуйте основные этапы истории изучения размерных эффектов.

22.  Каковы особенности проявления размерных эффектов в наноматериалах?

23.  В чём суть квантовых размерных эффектов?

24.  Охарактеризуйте квантовые стенки, проволоки и точки.

25.  Приведите примеры и объясните влияние размерных эффектов на электронную структуру наноматериалов.

26.  Перечислите основные факторы, влияющие на неравновесное состояние наноматериалов.

27.  Приведите примеры и объясните природу наличия метастабильных фаз в наноматериалах.

28.  Охарактеризуйте особенности фазовых превращений в наноструктурах.

29.  Как меняется теплоёмкость наноматериалов в зависимости от размера кристаллитов?

30.  Как влияет размер кристаллитов на коэффициентов термического расширения и температуру плавления наноматериалов?

31.  Охарактеризуйте влияние размера кристаллитов на электрические свойства наноматериалов?

32.  Каковы особенности теплопроводности и добротности наноматериалов?

33.  Охарактеризуйте магнитные свойства наноматериалов.

34.  Как меняется прочность, твёрдость и пластичность при уменьшении размера зерна в наноматериалах? Что осложняет изучение этих характеристик?

35.  Охарактеризуйте классификацию консолидированных наноматериалов по методам изготовления и типам структуры.

36.  Перечислите основные методы получения ультрадисперсных порошков.

37.  Дайте вывод формулы для расчёта числа атомов (молекул) в критическом зародыше.

38.  Охарактеризуйте основные схемы получения ультрадисперсных порошков и наноматериалов конденсационными методами.

39.  Перечислите достоинства и недостатки высокоэнергетического измельчения, механохимического и плазмохимического синтеза.

40.  В чём состоят основные особенности методов консолидации наноматериалов?

41.  Охарактеризуйте основные методы получения нанополупроводников.

42.  Охарактеризуйте получение наноматериалов методами интенсивной пластической деформации и контролируемой кристаллизации из аморфного состояния.

43.  В чём достоинства и недостатки технологи плёнок и покрытий как метода изготовления наноматериалов?

44.  Каковы механизмы роста плёнок из пара?

45.  В чём особенности получения гибридных, пористых и супрамолекулярных наноматериалов?

46.  Охарактеризуйте методы получения углеродных наноструктур.

47.  Охарактеризуйте методы самосборки наноструктур.

48.  Назовите методы исследования свойства частиц на поверхности и охарактеризуйте получаемую информацию.

49.  Назовите методы исследования свойств наночастиц в объёме и охарактеризуйте получаемую информацию.

50.  Охарактеризуйте особенности и специфику просвечивающей электронной микроскопии.

51.  Опишите принципы работы зондовых микроскопов различных типов.

52.  Охарактеризуйте особенности дифракционных методов анализа.

53.  Сопоставьте специфику и чувствительность различных спектральных методов.

Вопросы к зачёту

1.  Понятие о нанотехнологии.

2.  Классификация нанообъектов. Размерные эффекты и свойства нанообъектов. Определение наночастицы. Характерные особенности нанообъектов.

3.  Что сулит нам развитие нанотехнологий?

4.  Технология консолидированных материалов.

5.  Технология полупроводников.

6.  Технология полимерных, пористых, трубчатых и биологических наноматериалов.

7.  Углеродные наноструктуры (фуллерены – новые перспективные материалы широкого применения в наноэлектронике; методы получения и разделения фуллеренов; применение фуллеренов).

8.  Углеродные нанотрубки (общие сведения; методы получения нанотрубок; электрические свойства; механические свойства; применение углеродных нанотрубок).

9.  Ленгмюровские молекулярные плёнки (общие сведения; перенос монослоёв на твёрдые тела, наращивание мультислоёв; некоторые свойства ленгмюровских плёнок).

10.  Методы получения наночастиц из паровой фазы.

11.  Получение наночастиц в жидких средах (поверхностно-активные вещества; методы восстановления и разложения в растворах; восстановление в микроэмульсиях; образование твёрдых частиц в микроэмульсиях).

12.  Получение упорядоченных структур наночастиц (само-собранные монослои и мультислои; упорядоченные решётки наночастиц в коллоидных суспензиях; саморганизованные коллоидные структуры).

13.  Наноструктурированные материалы.

14.  Эпитаксия металлорганических соединений из газовой фазы. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Самоорганизация при эпитаксиальном росте.

15.  Создание упорядоченных квантовых наноструктур (концепция «сверху-вниз»; получение квантовых точек самосборкой атомов (концепция «снизу-вверх»); происхождение и величина напряжения решётки с рассогласованными параметрами; механизмы аккомодации и ослабления напряжения; получение квантовых точек Ge самосборкой атомов («германиевая пирамида»).

16.  Формирование квантовых точек и проволок при ионном синтезе (ионный синтез квантовых CoSi2 проволок; Самоорганизованные квантовые точки Si0,7Ge0,3, полученных методом ионного синтеза). Примеры приборов на квантовых точках. Сборка наноструктур под влиянием механического напряжения. Автоматическая сборка наноструктур. Управляемая ДНК-сборка наноструктур.

17.  Технологическое оборудование для исследования поверхности твёрдых тел и создания наноструктур (общие принципы работы сканирующих зондовых микроскопов; нанотехнологический комплекс; сканирующий туннельный микроскоп; атомно-силовой микроскоп; другие сканирующие микроскопы).

18.  Методы создания наноструктур с помощью сканирующих зондовых микроскопов (физические эффекты, используемые в туннельно-зондовой нанотехнологии; методы зондовой нанотехнологии).

19.  Структура (атомные структуры; кристаллография; определение размеров частиц; структура поверхности).

20.  Микроскопия (просвечивающая электронная микроскопия; ионно-полевая микроскопия; сканирующая микроскопия).

21.  Спектроскопия (инфракрасная и рамановская спектроскопия; фотоэмиссионная и рентгеновская спектроскопия; магнитный резонанс).

Для самостоятельного изучения теоретического материала студентами используются учебники и учебные пособия в приведённом ниже списке литературы. Трудоёмкость самостоятельного изучения теоретического материала составляет 54 часа.

Для успешного освоения материала студентам выдаётся комплект контрольных заданий для самостоятельного решения. Набор заданий формируется лектором. Лектор проводит консультации, проверяя корректность предложенных решений.

Для получения зачета по дисциплине студент должен представить:

·  отчёты по практическим работам в соответствии с тематическим планом и списком практических работ;

·  конспекты, доклады или презентации по темам лекций;

·  решения контрольных заданий в аудитории;

·  решения контрольных заданий выполненных дома.

10. Образовательные технологии

В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Наноструктуры и методы исследования» используются следующие активные и интерактивные формы проведения занятий:

·  лекции;

·  практические занятия;

·  дополнительные консультации.

Кроме того используются дополнительные формы обучения по отдельным темам:

·  текущая проверка знаний; взаимный контроль студентов по разработанным ими тестам;

·  отработка пройденного материала на практических задачах; форма, при которой малые (3-4 человека) группы получают различные практические задания на одну тему.

11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

Основная литература

1.  Андриевский материалы: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / М.: Издат. центр «Академия», 2005, 192 с.

2. Сергеев : учебное пособие, -2-е изд. –М.: КДУ, 2007, 336 с.

3. Старостин и методы нанотехнологий: учеб. пособие, 2-е изд. –М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010, 431 с.

4. -мл., Нанотехнологии: - М.: Техносфера, 2006, 336 с.

Дополнительная литература

1. , , Уфлянд металлов в полимерах. М.: Химия, 2000.

2. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир, 1989.

3. , Пентин методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы. М.: Высшая школа, 1989.

4. Шпанский электронная микроскопия высокого разрешения в нанотехнологических исследованиях // Российск. хим. журн. 2002. Т. 46. № 5. С. 81-89.

5. , Чижик зондовые микроскопы // Материалы, технологии, инструменты. 1997. Т. 2. № 3. С. 78-89.

6. , , Чижик металлические среды. М.: Атомиздат. 1977.

7. , , Лаповок явления в ультрадисперсных средах. М.: Энергоатомиздат. 1984.

8. Петров и малые частицы. М.: Наука. 1986.

9. Непийко свойства малых металлических частиц. Киев: Наукова думка. 1985.

10. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир. 1986.

11. , , Скрипов флуктуаций и неравновесной огранки на плавление маленьких металлических кристаллов // ФММ. 1981. Т. 51. № 6. С. .

12. , , и др. Размерный вакансионный эффект в теории гомогенного зародышеобразования // Изв. АН СССР. Металлы. 1982. № 1. С. 82-86.

12. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекционные аудитории с мультимедийным оборудованием, лабора-тории для проведения лабораторных работ, аудитории для проведения практических занятий.