5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела (дидактические единицы) |
1 | 2 | 3 |
1 | Вводная часть, исторический экскурс, технологические и физические пределы | Введение. Цели и задачи дисциплины. Краткая характеристика основных разделов курса. Требования к объему знаний. Этапы развития электроники. Характеристика основных направлений электроники. Вклад российских ученых в развитие электроники на современном этапе. Технологические и физические пределы. |
2 | Основные современные технологии в наноэлектронике | Современные технологии в электронике: молекулярно-лучевая эпитаксия; электронные и ионно-лучевые технологии; нанотехнологии. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Граница раздела пленка-подложка; основные положения автоэпитаксиального и гетероэпитаксиального роста пленок; технология и оборудование для молекулярно-лучевой эпитаксии; контроль параметров. Электронно-лучевая, ионная и рентгенолитография. Испарение материалов с помощью электронных и лазерных пучков, кластерное напыление. Ионные технологии. Ионное легирование полупроводников. Синтез материалов. Ионная очистка подложек. Ионно-плазменные методы напыления и травления пленок. Применение мощных электронных и ионных пучков наносекундной длительности для изготовления наноструктур. Инструментально-технологические методы нанотехнологии. Проблемы поверхностей и межфазных границ. Понятие поверхности, чистые поверхности и поверхности с адсорбентами; роль поверхности в микроэлектронике, опто - и акустоэлектронике, катализе; роль поверхности при молекулярно-лучевой эпитаксии; методы исследования поверхности; термодинамика поверхности; энергетический спектр чистых и адсорбированных поверхностей; фазовые переходы; влияние межфазных границ на работу приборов. |
1 | 2 | 3 |
3 | Высокотемпературная полупроводниковая электроника | Материалы высокотемпературной полупроводниковой электроники: карбид кремния, карбид титана, карбид бора и родственные материалы. Технологии получения. Метод Лели. Электрофизические свойства и структура карбида кремния. Радиационная, механическая, химическая стойкость, теплопроводность, верхний предел рабочих температур для приборов на основе карбида кремния. Дефекты в карбиде кремния. Политипизм. Измерители температуры на основе облученного алмаза и карбида кремния. Приборы на основе карбида кремния, их применение для высокотемпературных сенсоров, робототехнике, контроля мощности СВЧ излучения больших уровней. |
4 | Полупроводниковые приборы, использующие эффект размерного квантования | Обзор эффектов: 2D-, ID-, OD-размерные эффекты. Статистика электронов в размерных структурах. Распространение света в размерных структурах. Сверхрешетки, квантовые точки, квантовые нити, фононные кристаллы. Особенности энергетического спектра частиц в системах пониженной размерности. Квантовый эффект Холла в двумерном электронном газе. Фононный спектр в системах пониженной размерности. Туннелирование через квантово-размерные структуры. Транспортные явления. |
5 | Микроволновые и опто-электронные системы теле-коммуникаций | Микроволновые системы передачи информации. Особенности оптических методов передачи и обработки информации. Спутниковые системы связи для одновременной передачи речи, изображений, данных. Микроволновые системы персональной связи. Технические концепции сотовых систем связи. Аналоговые сотовые системы, цифровые сотовые системы. Преимущества цифровых методов, применяющихся в сотовых системах. Оптоэлектронные системы телекоммуникаций: космические, наземные. Передача оптических сигналов в атмосфере и космосе. Принципы волоконно-оптической связи. Формирование, распространение, дисперсия в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), элементная база оптических линий связи. Интеренет-телефония. |
1 | 2 | 3 |
6 | Проблемы современной электроники больших мощностей | Научно-технические и методологические основы исследования устройств силовой электроники: эволюция развития силовых полупроводниковых ключей; системный подход к анализу устройств силовой электроники; энергетические показатели качества преобразования энергии в вентильных преобразователях. Элементная база полностью управляемых полупроводниковых ключей. Методы анализа устройств силовой электроники. Модели силовых полупроводниковых приборов. Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Методы и системы управления вентильными преобразователями. Системы управления с элементами искусственного интеллекта. Семейства модифицированных базовых схем устройств силовой электроники. Сверхмощные полупроводниковые ключи новых технологий. Устройства и установки энергетической электроники. Преобразователи и преобразовательные устройства для разветвленных сетей и отдельных потребителей. Преобразователи для регулируемых электроприводов. Источники питания электротехнологических установок. |
7 | Нано-технологии. Нано-электроника. Наноинженерия | Инструментальные методы наноэлектроники: сканирующая туннельная микроскопия (СТМ), атомарно-силовая микроскопия (АСМ). Методы нанолитографии. Инжекционные гетеролазеры. Инжекционные ДТС-лазеры; гетеролазеры с раздельным электронным и оптическим ограничением; полосковые гетеролазеры; гетеролазеры с распределенной обратной связью; поверхностно-излучающие инжекционные лазеры; рабочие характеристики инжекционных лазеров. Основы микроэлектромеханических систем (МЭМС), виды МЭМС и направления развития. |
8 | Высоко-температурная сверхпроводи-мость | Состояние проблемы, теоретические модели высокотемпературной сверхпроводимости (фононная, магнонная, экситонная, поляронная, электрон-фононная); материалы для высокотемпературной сверхпроводимости, применение явления высокотемпературной сверхпроводимости. |
1 | 2 | 3 |
9 | Микроволновые технологические и энергетические системы | Электрофизические и теплофизические основы СВЧ-энергетики; установка СВЧ-энергетики непрерывного и импульсивного действия для технологических целей (сушка, обжиг, закалка, нагрев и другие области применения); передача СВЧ-энергии на большие расстояния, методы формирования узконаправленных пучков СВЧ-энергии в открытом пространстве; мощные генераторы для СВЧ-энергетики генераторы О - и М-типов |
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
1 | Проектирование и технология электронной компонентной базы | + | + | + | + | + | ||||
2 | Компьютерные технологии в научных исследованиях | + | + |
5.3. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах)
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Л | ПЗ | ЛР | С | СРС | Всего часов |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1 | Вводная часть, исторический экскурс, технологические и физические пределы | 1 | 2 | - | - | 6 | 9 |
2 | Основные современные технологии в наноэлектронике | 1 | 2 | - | - | 8 | 11 |
3 | Высокотемпературная полупроводниковая электроника | 1 | 2 | - | - | 8 | 11 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
4 | Полупроводниковые приборы, использующие эффект размерного квантования | 1 | 2 | - | - | 6 | 9 |
5 | Микроволновые и опто-электронные системы телекоммуникаций. | 1 | 4 | - | - | 4 | 9 |
6 | Проблемы современной электроники больших мощностей | 1 | 5 | - | - | 8 | 14 |
7 | Нанотехнологии. Наноэлектроника. Наноинженерия | 1 | 4 | - | - | 8 | 13 |
8 | Высокотемпературная сверхпроводимость | 1 | 4 | - | - | 6 | 11 |
9 | Микроволновые технологические и энергетические системы | 1 | 2 | - | 6 | 9 |
6. Лекции, практические занятия, лабораторные работы, семинары.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
