Программа опережающей профессиональной переподготовки в области метрологического обеспечения измерений размеров в нанодиапазоне (стр. 1 )

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

Программа опережающей профессиональной переподготовки

в области метрологического обеспечения измерений размеров в нанодиапазоне

Москва 2010 г.

1 Разработка образовательной программы профессиональной переподготовки и УМК

1.1 Содержание программы

Предлагаемая программа профессиональной подготовки в области метрологического обеспечения измерений размеров в нанодиапазоне состоит из обязательного и вариативных модулей.

Обязательный (базовый) модуль направлен на формирование у слушателей компетенций в области обеспечения единства измерений в Российской Федерации в сфере нанотехнологий, а также физических принципов работы основных средств измерений размерных параметров в нанометровом диапазоне, областью их применения, принципиальными физическими и техническими ограничениями данных методов.

Базовый модуль «Обеспечение единства измерений в Российской Федерации в области нанотехнологий, а также основные методы и средства измерений, применяемые для измерения размерных параметров продукции наноиндустрии» представляет собой набор лекционных курсов:

– «Метрология и метрологическое обеспечение нанотехнологиях» (Основные понятия и термины метрологии. Нормативная база метрологии. Погрешность и неопределенность. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Методики (методы) измерений. Средства измерений, стандартные образцы. Нормирование метрологических характеристик, поверка и калибровка. Утверждение типа средств измерений и стандартных образцов. Метрология в нанотехнологиях) .

– «Измерение размерных параметров методами растровой электронной микроскопии» (Физические основы растровой электронной микроскопии. Устройство и работа растрового электронного микроскопа. Растровый электронный микроскоп как средство измерений. Физические методы исследований, основанные на растровой электронной микроскопии. Обзор современных достижений и тенденций).

– «Исследование нанообъектов методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения» (Метод просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Обычный и аналитический просвечивающий электронный микроскоп (ОПЭМ и АПЭМ). Области применения. Калибровка и юстировка просвечивающего электронного микроскопа. Устройство и основные узлы просвечивающего электронного микроскопа. Действие и формирование изображения просвечивающего электронного микроскопа. Режимы работы. Изображения и контраст. Понятие о контрасте и виды контрастов. Дифракция электронов на веществе).

– «Исследование нанообъектов методами рентгеновской дифракции, рентгеновской рефлектометрии, малоуглового рассеяния рентгеновских лучей» (Рентгеновское излучение (РИ) и его взаимодействие с веществом. Техника дифракционного эксперимента. Дифракция рентгеновского излучения на монокристаллических и поликристаллических пробах. Дифракция рентгеновского излучения на нанообъектах. Рентгеновская рефлектометрия. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей).

– «Измерение размерных параметров методами атомно-силовой микроскопии» (Физические основы атомно-силовой микроскопии. Устройство атомно-силового микроскопа. Измерительные методики. Контактный квазистатический и полуконтактный колебательный методы. Предельное разрешение АСМ. Атомно-силовой микроскоп как средство измерений).

– «Измерение размерных параметров методами механической профилометрии» (Основные принципы механической (стилусной) профилометрии. Общее устройство механического профилометра. Измеряемые параметры, область применений. Юстировка и калибровка механического профилометра, обеспечение прослеживаемости измерений. Настройки профилирования и их влияние на размерные параметры исследуемых объектов. Математические методы обработки профилограмм).

– «Измерение размерных параметров методами оптической профилометрии» (Основные принципы оптической профилометрии. Общее устройство оптического профилометра. Измеряемые параметры. Юстировка и калибровка оптического профилометра, обеспечение прослеживаемости измерений. Настройки режима получения изображений и их влияние на размерные параметры исследуемых объектов. Математические методы обработки профилограмм).

– «Измерение размерных параметров методами эллипсометрии» (Физические принципы эллипсометрии. Поляризованный свет и характер взаимодействия его с исследуемым объектом. Планарные математические модели исследуемого объекта в традиционной эллипсометрии. Общее устройство эллипсометра. Измеряемые параметры. Область применений. Обеспечение прослеживаемости измерений. Оценка итоговой неопределённости измерений).

Также, в зависимости от специализации, обучающиеся могут выбрать один или несколько вариативных лабораторных модулей: «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров тонких пленок, многослойных гетероструктурных пленок, чипов на их основе и других элементов микросистемной техники», «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров наночастиц, нанотрубок, нанопорошков и ансамблей нанообъектов», «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров нанокомпозитов, объемных наноструктурированных объектов, пористых наноматериалов», «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров наноструктурированных покрытий».

Специализированный лабораторный модуль № 1 «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров тонких пленок, многослойных гетероструктурных пленок, чипов на их основе и других элементов микросистемной техники» представляет собой набор практических занятий по темам:

– «Методы рентгеновской дифракции и рефлектометрии для измерения размерных параметров тонких пленок» (подготовка к работе; получение и расшифровка дифрактограмм и рефлектограмм; ГОСТ Р 8.698-2010; особенности разработки МВИ, основанных на методах рентгеновской дифракции и рефлектометрии);

– «Методы электронной микроскопии для измерения размерных параметров тонких пленок» (пробоподготовка для просвечивающей электронной микроскопии, в том числе с использованием технологии фокусированных ионных пучков; подготовка к работе и проведение измерений с методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии; ГОСТ 8.593-2009, особенности разработки МВИ, основанных на методах просвечивающей и растровой электронной микроскопии);

– «Методы атомно-силовой микроскопии, механической и оптической профилометрии для измерения размерных параметров тонких пленок» (подготовка к работе и проведение измерений с помощью атомно-силового микроскопа; ГОСТ 8.593-2009; ГОСТ Р 8.700-2010; подготовка к работе и проведение измерений с помощью механического профилометра, подготовка к работе и проведение измерений с помощью оптического профилометра; особенности разработки МВИ, основанных на методах атомно-силовой микроскопии, механической и оптической профилометрии);

– «Методы эллипсометрии для измерения размерных параметров тонких пленок» (подготовка к работе и проведение измерений с помощью эллипсометра; интерпретация данных; обеспечение прослеживаемости результатов измерений; особенности разработки МВИ, основанных на методах эллипсометрии).

Специализированный лабораторный модуль № 2 «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров наночастиц, нанотрубок, нанопорошков и ансамблей нанообъектов» представляет собой набор практических занятий по темам:

– «Методы рентгеновской дифракции для измерения размерных параметров нанообъектов» (пробоподготовка; подготовка к работе, получение и расшифровка рефлектограмм нанообъектов; ГОСТ Р 8.698-2010; особенности разработки МВИ, основанных на методах рентгеновской дифракции);

– «Методы электронной микроскопии для измерения размерных параметров нанообъектов» (пробоподготовка, подготовка к работе и проведение измерений с методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии; ГОСТ 8.593-2009, особенности разработки МВИ, основанных на методах просвечивающей и растровой электронной микроскопии);

– «Методы атомно-силовой микроскопии для измерения размерных параметров нанообъектов» (пробоподготовка; подготовка к работе и проведение измерений с помощью атомно-силового микроскопа; ГОСТ 8.593-2009; особенности разработки МВИ, основанных на методах атомно-силовой микроскопии).

Специализированный лабораторный модуль № 3 «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров нанокомпозитов, объемных наноструктурированных объектов, пористых наноматериалов» представляет собой набор практических занятий по темам:

– «Методы электронной микроскопии для измерения размерных параметров нанокомпозитов» (пробоподготовка, в том числе, с использование технологии фокусированных ионных пучков; подготовка к работе и проведение измерений с методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии; ГОСТ 8.593-2009, особенности разработки МВИ, основанных на методах просвечивающей и растровой электронной микроскопии);

– «Методы атомно-силовой микроскопии для измерения размерных параметров нанокомпозитов» (подготовка к работе и проведение измерений с помощью атомно-силового микроскопа; ГОСТ 8.593-2009; ГОСТ Р 8.700-2010; особенности разработки МВИ, основанных на методах атомно-силовой микроскопии).

Специализированный лабораторный модуль № 4 «Метрологическое обеспечение измерений размерных параметров наноструктурированных покрытий» представляет собой набор практических занятий по темам:

– «Методы рентгеновской дифракции и рефлектометрии для измерения размерных параметров наноструктурированных покрытий» (подготовка к работе; получение и расшифровка дифрактограмм; ГОСТ Р 8.698-2010; особенности разработки МВИ, основанных на методах рентгеновской дифракции и рефлектометрии);

– «Методы электронной микроскопии для измерения размерных параметров наноструктурированных покрытий» (пробоподготовка для просвечивающей электронной микроскопии, в том числе с использованием технологии фокусированных ионных пучков; подготовка к работе и проведение измерений с методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии; ГОСТ 8.593-2009, особенности разработки МВИ, основанных на методах просвечивающей и растровой электронной микроскопии);