Специальные нанотехнологии и нанодиагностика (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ /

__________ _____________ 2011г.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОДИАГНОСТИКА

Учебно-методический комплекс.

Рабочая программа для студентов направления

011200.68 – Физика,

магистерские программы: «Физика наноструктур и наносистем»,

«Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Очная форма обучения

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы ________________________//

«______»___________2011г.

Рассмотрено на заседании кафедры микро - и нанотехнологий

«__»___________2011 г., протокол №____.

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем ______стр.

Зав. кафедрой _________________ //

«______»___________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ «____»______________ 2011 г.,

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

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра микро - и нанотехнологий

СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОДИАГНОСТИКА

УДОВИЧЕНКО С. Ю.

Учебно-методический комплекс.

Рабочая программа для студентов направления 011200.68 – Физика,

магистерские программы: «Физика наноструктур и наносистем»,

«Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

очная форма обучения

Издательство

Тюменского государственного университета

2011

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, физики, химии и информационных технологий

Кафедра микро - и нанотехнологий

УДОВИЧЕНКО С. Ю.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОДИАГНОСТИКА

Учебно-методический комплекс.

Рабочая программа для студентов направления 011200.68 – Физика,

магистерские программы: «Физика наноструктур и наносистем»,

«Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

очная форма обучения

Издательство

Тюменского государственного университета

2011

. Специальные нанотехнологии и нанодиагностика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 011200.68 - Физика, магистерские программы: «Физика наноструктур и наносистем», «Техническая физика в нефтегазовых технологиях», очная форма обучения. Тюмень, 2011, ___ стр.

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

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Специальные нанотехнологии и нанодиагностика [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой микро - и нанотехнологий. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой микро- и нанотехнологий, д. ф.-м. н., профессор

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

1. Пояснительная записка.

1.1. Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является изучение процессов взаимодействия электронных и ионных потоков с веществом; процессов модификации поверхности материалов: очистки, травления и нанесения покрытий с помощью пучково-плазменных нанотехнологий. Особое внимание уделяется промышленным нанотехнологиям термообработки и легирования (ионной имплантации) конструкционных материалов и созданию защитных антикоррозионных и термобарьерных приповерхностных слоев этих материалов. Также целью дисциплины является изучение методов исследования наноматериалов с помощью современной диагностической аппаратуры.

Задачи учебного курса:

– познакомить студентов с традиционными и специальными методами получения наноматериалов;

– дать студентам представление об основных процессах при взаимодействии электронных и ионных потоков с веществом;

– дать основы ионно-плазменной и пучковой нанотехнологий, применяемых для модификации конструкционных материалов в промышленности и прикладных задачах;

– научить студентов выбирать и использовать нужный процесс ионной очистки, травления, нанесения покрытий и ионной имплантации в зависимости от требований к модификации наноматериалов;

– познакомить студентов с методами исследования наноматериалов и современной диагностической аппаратурой.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Специальные нанотехнологии и нанодиагностика» – это дисциплина, которая входит в базовую часть магистерской программы.

Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные (или приобретаемые параллельно) в результате освоения предшествующих дисциплин: «Электродинамика», «Физика твердого тела», «Физико-химические основы процессов микро - и нанотехнологий».

Освоение дисциплины «Специальные нанотехнологии и нанодиагностика» необходимо при последующем изучении дисциплин магистерской программы « Физика наноструктур и наносистем»: «Пучково-плазменные технологии для конструкционных материалов», «Конструкционные наноматериалы».

1.3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Выпускник должен обладать следующими компетенциями:

– способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общественный уровень (ОК-1);

– способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

– способностью свободно пользоваться русским и иностранным языками как средством делового общения (ОК-3);

– способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

– способностью проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5);

– готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-6);

– способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

– способностью позитивно воздействовать на окружающих с точки зрения соблюдения норм и рекомендаций здорового образа жизни (ОК-8);

– готовностью использовать знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК- 9);

– способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов ( в соответствии с целями ООП магистратуры) (ПК-5);

– способностью применять методики разработки математических и физических моделей исследования процессов, явлений и объектов в области нанотехнологии (ПК-11).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

· Знать:

– традиционные методы получения наноматериалов;

– процессы при пучково-плазменной обработке материалов;

– структурные изменения, происходящие в веществе при ионной имплантации;

– типы газовых разрядов, используемых в пучково-плазменных нанотехнологиях;

– как проводится модификация поверхности материалов: очистка, травление и термообработка и ионная имплантация;

– как создаются антикоррозионные, жаропрочные и жаростойкие приповерхностные нанослои материалов;

– методы исследования наноматериалов с помощью современной диагностической аппаратуры.

· Уметь:

– определять параметры, которые характеризуют ообработку поверхности электронным и ионным пучками;

– определять основные характеристики плазменных эмиссионных систем как технологического инструмента для нанобработки материалов;

– выбирать определенную нанотехнологию в зависимости от требований модификации поверхности;

· Владеть:

– навыками, необходимыми для исследования наноматериалов с помощью современной диагностической аппаратуры.

2. Трудоемкость дисциплины.

Данная дисциплина читается в первом семестре. Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа

3. Тематический план

Таблица 1.

№	Тема	недели семестра	виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Из них в интер­активной форме	Формы контроля
лекции*	семинарские (практические) занятия*	лабораторные занятия*	самостоятельная работа*
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. 1	Традиционные методы получения наноматериалов.	1	2			4		контрольная
2.	Тонкопленочные нанотехнологии модификации поверхности.	2	2			4		контрольная
3.	Технологии получения фуллеренов и нанотрубок.	3	2			4		контрольная
4.	Процессы при пучково-плазменной обработке материалов. Взаимодействие электронных и ионных потоков с веществом. Моделирование процесса ионно-плазменного распыления.	4	2			4		контрольная
5.	Основные характеристики плазменных эмиссионных систем (ПЭС) как технологического инструмента для нанообработки материалов.	5	2			4		контрольная
6.	Процессы очистки, травления и нанесения покрытий. Модификация и термообработка поверхности материалов. Ионная имплантация - как метод модификации поверхности материалов.	6	2			4		контрольная
7.	Ионно-плазменные нанотехнологии. ПЭС для ионной очистки, травления и нанесения покрытий.	7	2			4		контрольная
8.	Пучковые нанотехнологии для модификации поверхности материалов.	8	2			4		контрольная
9.	Методы исследования наноматериалов. Структурный и химический анализ нанообъектов. Диагностическая аппаратура. Механические испытания материалов на нанотвердость.	9	2			4		контрольная
10.	Получение первого изображения с помощью сканирующего зондового микроскопа. Исследование поверхности твердых тел методом атомно-силовой микроскопии.	10, 11			4		4	отчет по лабораторной работе
11.	Исследование поверхности твердых тел методом сканирующей туннельной микроскопии.	12, 13			4		4	отчет по лаб. работе
12.	Сканирующая зондовая литография.	14, 15			4		4	отчет по лаб. работе
13.	Применение сканирующего зондового микроскопа для исследования биологических объектов.	16, 17			4		4	отчет по лаб. работе
14.	Зондовая лаборатория: Интегра Aura, Интегра Prima. Сканирующий электрон-ный микроскоп TSM – 6610 LV.	18			2		2	отчет по лаб. работе
	Итого		18		18	36	18	зачет
	Из них в интерактивной форме				18

Таблица2.