Аморфные материалы

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. аль-Фараби

Физико-технический  факультет

Кафедра физики твердого тела и нелинейной физики

Утверждено на заседании Ученого совета факультета Протокол №__от «__»____________ 2012 г. Декан факультета  _________

СИЛЛАБУС

Аморфные материалы

Бакалавриат

По специальности: 050710-« материаловедение и технология новых материалов»

4 курс, р/о, семестр осенний, 3 кредита

Ф. И.О. лектора: , 

Магистр физики, старший преподаватель

Телефон: моб. [phone]

Каб.: 111, физ. факультет

Пререквизиты: Для изучения курса «Аморфные материалы» необходимо знание разделов общих курсов физики «Термодинамика», «Электричество», «Оптика», «Физика твердого тела», а также спецкурсов «Основы рентгеноструктурного анализа».

Постреквизиты: дисциплины «Основы оптоэлектроники» и «Возобновляемые источники энергии».

Цели и задачи курса: «Аморфные материалы» является подготовка высококвалифицированных специалистов материаловедов в области физики твердого тела в соответствии с требованием квалификационной характеристики по специальности «Материаловедение и технология материалов» 050710. Студент, изучивший данный спецкурс, должен знать классификацию аморфных материалов и методы их получения, основы теории электронных состояний твердых тел, не обладающих трансляционной симметрией, особенности физических свойств некристаллических материалов; уметь на основе полученной теоретической подготовки ориентироваться в потоке современной научно-технической литературы в области теории и практического использования материалов с неупорядоченной структурой. Знания и умения, полученные студентами, являются базой для усвоения других спецкурсов, а также для выполнения выпускной работы.

Структура курса:

Недели	Название темы	Часы	Темы СРС
Модуль 1. Введение. Общие сведения об аморфных материалах и методах их получения – 3 ч.
1.	Лекция. Основные этапы развития материалов с некристаллической структурой. Применение материалов с некристаллической структурой. Аморфные и стеклообразные металлические и диэлектрические конденсированные среды.	1	Индексы Миллера и кристаллогра-фические направления.
2	Лекция. Методы получения металлических и диэлектрических конденсированных сред с некристаллической структурой. Получение стекол из расплава. Оксидные стекла. Халькогенидные стекла. Аморфные металлы. Управление скоростью охлаждения стеклообразующих расплавов. Получение аморфных твердых материалов из растворов. Аморфные осадки. Электролитическое осаждение аморфных слоев.	1	Простые плотноупакованные структуры
3	Лекция. Получение аморфных слоев из газовой фазы: методы термического испарения в вакууме, катодного распыления, осаждение аморфных слоев в тлеющем разряде, химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Перевод кристаллических веществ в аморфное состояние: получение аморфных тел путем механической обработки, облучения, действием ударной волны и реакции кристаллических твердых тел при образовании стекла.	1
Модуль 2. Микроскопические и термодинамические аспекты классификации аморфных систем - 3 ч.
4	Лекция. Влияние типа химической связи на возможность получения конденсированных сред в некристаллическом состоянии. Виды некристаллических систем.	1	Дифракция в аморфных телах
5	Лекция. Случайные и неслучайные отклонения в потенциальной энергии носителей. Способы классификации некристаллических систем. Термодинамические уровни описания стабильности Стабильность фаз вблизи фазовых переходов первого рода. Классификация метастабильных состояний. Аморфное и стеклообразное состояния. Жидкие и стеклообразные конденсированные среды.	1	Смешанные ионно-ковалентные связи.
6	Лекция. Стеклообразные вещества. Температура стеклования (Tg), температура плавления (Тпл) и энтропия (S). Тенденция к стеклообразованию и термодинамические параметры. Тенденция к стеклообразованию, тип химической связи и электронная структура элементов.	1
Модуль 3. Атомная структура аморфных материалов – 3 ч.
7	Лекция. Ближний и средний порядки атомной структуры в аморфных материалах. Методы исследования структуры некристаллических конденсированных сред. Дифракционные методы.	1	Кристаллы с водородными связями
8	Лекция. Определение параметров ближнего и среднего порядков атомной структуры аморфных пленок методом дифракции рентгеновских лучей.	1	Структуры реальных кристаллов
9	Лекция. Методы колебательной спектроскопии. Косвенные методы. Методы физического и компьютерного моделирования атомной структуры аморфных материалов. Метод физического моделирования. Методы компьютерного моделирования: топологическое моделирование; метод молекулярной динамики, метод Монте-Карло, градиентный метод.	1
Модуль 4. Аморфные и стеклообразные конденсированные среды – 2 ч.
10	Лекция. Некристаллические модификации элементов. Сплавы. Металлические стекла (аморфные металлы). Классификация металлических стекол. Структура и свойства металлических стекол.	1	Плотность дефектов в состоянии теплового равновесия
11	Лекция. Оксидные стекла, их состав, химическая связь и строение. Халькогенидные стекла: состав, химическая связь, структура.	1
Модуль 5. Спектр электронных состояний в аморфных полупроводниковых средах – 4 ч.
12	Лекция. Особенности электронных свойств. Энергетический спектр электронов и влияние примесей. Современные представления о структурных дефектах.	1	Колебательные моды одноатомной решетки
13	Лекция. Оптические свойства. Электрические свойства и механизмы проводимости аморфных полупроводниковых сред.	1	Колебательный спектр решетки с базисом
14	Лекция. Дрейфовая подвижность носителей заряда. Метод определения дрейфовой подвижности. Дрейфовая подвижность носителей заряда в ТИ - и ВЧ-пленках As2Se3 и As2S3. Особенности энергетического спектра электронов аморфных пленок системы As-Se, полученных ионно-плазменным распылением.	1	Статистика фононов
15	Лекция. Модификация структуры и электронных свойств пленок аморфного алмазоподобного углерода (а-С:Н). Технология приготовления. Структура, оптические и электрические свойства пленок а-С:Н.	1

Список литературы:

Основная литература:

1.морфные и стеклообразные неорганические твердые тела - М.: Мир, 1986, -558 с.

лектронные процессы в некристаллических веществах,

т. 1,2 - М.:Мир, 1982, -658 с.

3.        Под ред. изика гидрогенизированного аморфного кремния. М., Мир, 1988, . т.1, -368 с., т. 2. -448 с.

Дополнительная литература:

Под ред. морфные полупроводники - М.: Мир, 1982, -419 с.

2.        Под. ред. Айвазова полупроводники. МЭИ, ВШ, Москва 1995, -352 с.

3.        Под. ред. Цендина явления в халькогенидных стеклообразных полупроводниках. С-Петербург, Наука, 1996, -486 с.

4.        Бонч-, , , лектронная теория неупорядоченных полупроводников - М.: Наука, 1981, -384 с.

5.        Под ред. морфные и поликристаллические полупроводники - М.:Мир, 1987, -160 с.

6.         Шо М. Физика и применение аморфных полупроводников. М.: Мир, 1991, -670 с.

7.        Под ред. морфный кремний и родственные материалы. М.: Мир, 1991,  -544 с.

8.        , Эфрос свойства легированных полупроводников - М.: Наука, 1979.

       Критерии оценки знаний, баллы в %

Контрольный опрос                        20

СРС                                        40

Итоговый экзамен                        40

       Промежуточный контроль проводится по теоретическим и практическим вопросам, изученным на лекционных и семинарских занятиях (за 7 недель).

Буквенный эквивалент оценки	Цифровой эквивалент оценки (GPA)	Оценка по традиционной системе
A	4	«Отлично»
A-	3,67
B+	3,33	«Хорошо»
B	3
B-	2,67
C+	2,33	«Удовлетворительно»
C	2
C-	1,67
D+	1,33
D	1
F	0	«Неудовлетворительно» (непроходная оценка)
I	0	«Дисциплина не завершена»
W	0	«Отказ от дисциплины»
AW	0	«Отчислен с дисциплины»
AU	0	«Дисциплина прослушана»
P/NP	-	«Зачтено/не зачтено»

       

При оценке работы студента в течении семестра учитывается следующее:

посещаемость занятий; активное и продуктивное участие в практических занятиях; изучение основной и дополнительной литературы; выполнение и своевременная сдача заданий СРС;

За несвоевременную сдачу трех заданий СРС выставляется оценка AW.

Политика академического поведения и этики

Уважайте чужое мнение. Возражения формулируйте в корректной форме. Плагиат и другие формы нечестной работы недопустимы. Недопустимы подсказывание и списывание во время сдачи СРС, промежуточного контроля и финального экзамена, копирование решенных задач другими лицами, сдача экзамена за другого студента. Студент, уличенный в фальсификации любой информации курса, получит итоговую оценку F.

Помощь: За консультациями по выполнению самостоятельных работ (СРС), их сдачей и защитой, а также за дополнительной информацией по пройденному материалу и всеми другими возникающими вопросами по читаемому курсу обращайтесь к преподавателю в период его офис-часов.

Рассмотрено на заседании кафедры

Протокол № 42  от 19 июня  2012 г.

Зав. кафедрой                                        

Лектор