МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Физический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по развитию образования

_Е.В.Сапир "_"2012 г.

Рабочая программа дисциплины послевузовского профессионального образования (аспирантура) Экспериментальные методы изучения физических свойств нанодисперсных материалов по специальности научных работников 01.04.07 Физика конденсированного состояния Ярославль 1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины «Экспериментальные методы изучения физических свойств нанодисперсных материалов» в соответствии с общими целями основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) (далее образовательная программа послевузовского профессионального образования) являются:

- усвоение аспирантами знаний о физических методах исследования свойств нанодисперсных материалов;

- изучение экспериментальных методов диагностики нанодисперсных материалов;

- формирование у аспирантов практических навыков экспериментальных исследований и изучение методик диагностики параметров нанодисперсных материалов;

- освоение методик обработки результатов экспериментальных исследований нанодисперсных материалов.

2. Место дисциплины в структуре образовательной программы послевузовского профессионального образования Данная дисциплина относится к разделу обязательные дисциплины (подраздел специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности) образовательной составляющей образовательной программы послевузовского профессионального образования по специальности научных работников 01.04.07 Физика конденсированного состояния.

Дисциплина «Экспериментальные методы изучения физических свойств нанодисперсных материалов» рассматривает динамику основных параметров физических и физикохимических процессов, происходящих в нанодисперсных структурах. Данная дисциплина имеет логические и содержательно-методические взаимосвязи с другими частями ООП, а именно с обязательной дисциплиной «Специальность», курсами по выбору.

Для изучения данной дисциплины необходимы «входные» знания, умения, полученные в процессе обучения по программам специалитета или бакалавриата – магистратуры, а также при изучении дисциплины «Специальность» в аспирантуре.

3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины «Экспериментальные методы изучения физических свойств нанодисперсных материалов»

В результате освоения дисциплины «Экспериментальные методы изучения физических свойств нанодисперсных материалов» обучающийся должен:

знать:

основные процессы, происходящие при внешних физических и физико-химических воздействиях в нанодисперсных материалах.

уметь:

применять полученные знания для экспериментальных исследований нанодисперсных материалов, использовать полученные результаты для интерпретации и диагностики нанодисперсных материалов.

владеть:

методиками экспериментальных исследований, методиками обработки результатов измерений.

4. Структура и содержание дисциплины «Экспериментальные методы изучения физических свойств нанодисперсных материалов»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Курс № Раздел Виды учебной работы, включая Формы текущего Неделя п/ Дисциплины самостоятельную работу обучаю- контроля успеваемоп щихся, и трудоемкость (в часах) сти Форма обуч.: очная/заочная (по неделям) Форма промежуточной аттестации Сам. работа Лабораторных Лекций Практических работыКонтроль сам.

1 Тема 1 1 1 1 15 реферат Содержание дисциплины Тема 1.

Предмет, цели и задачи курса. Основная терминология. Переход от микрообъектов к микрои нанообъектам. Область применения наноэлектроники. Классификация нанообъектов.

Тема 2.

Масс-спектрометры и детектирование кластеров. Методы подготовки образцов для исследований. Температурные измерения на масс-спектрометрах.

Тема 3.

Дифракция медленных электронов. Дифракция отраженных быстрых электронов. Полевой электронный микроскоп. Полевой ионный микроскоп.

Тема 4.

Сканирующая зондовая микроскопия. Атомно-силовая микроскопия. Магнитно-силовая микроскопия.

Тема 5.

Рентгеновская спектроскопия и дифракция. Малоугловое рентгеновское рассеяние. Рентгеновская спектроскопия поглощения EXAFS, XANS, NEXAFS.

Тема 6. Электронная спектроскопия.

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Ультрафиолетовая электронная спектроскопия. Электронная Оже-спектроскопия.

Тема 7. Оптическая спектроскопия. Колебательная спектроскопия. Спектроскопия комбинационного рассеяния.

Тема 8. Мессбауэровская (гамма-резонансная) спектроскопия. Адсорбционная и эмиссионная мессбауэровская спектроскопия. Мессбауэровская спектроскопия на конверсионных электронах.

5. Образовательные технологии В преподавании используются иллюстрации, таблицы, методические пособия и монографии.

Знакомство с экспериментальными установками проводится на базе кафедры общей и экспериментальной физики (ОЭФ) и ЦКП «Диагностика микро- и наноструктур». В преподавании курса используются активные и интерактивные технологии проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой. Аспиранты имеют возможность посещать компьютерный класс, выходят в Интернет в зоне Wi-Fi, организованной в университете.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся В качестве средств текущего контроля используется написание в течение семестра 1 реферата на выбранную тему. Итоговая форма контроля (зачет) дает возможность выявить уровень профессиональной подготовки аспиранта по данной дисциплине.

Темы рефератов 1. Понятие наноструктур и нанокластеров.

2. Методы получения нанокластеров металлов.

3. Методы приготовления нанообразцов для физических исследований.

4. Основы криогенной техники при физических исследованиях нанообъектов.

5. Резонансные методы исследования строения нанообъектов.

6. Рентгеновские исследования наночастиц и нанокластеров.

7. Основы сканирующей микроскопии.

8. Электронный и ионный полевые микроскопы.

9. Электронно-зондовый метод исследования нанодисперсных систем.

Вопросы к аттестации (зачету) 1. Атомная масс-спектроскопия.

2. Вторичная ионная масс-спектроскопия.

3. Детекторы атомов и ионов.

4. Методы приготовления образцов для масс-спектроскопических исследований.

5. Взаимодействие потока электронов с веществом.

6. Дифракция медленных электронов.

7. Дифракция отраженных электронов.

8. Полевой электронный микроскоп.

9. Полевой ионный микроскоп.

10. Сканирующая зондовая микроскопия.

11. Атомно-силовая микроскопия.

12. Магнитно-силовая микроскопия.

13. Рентгеновские методы исследований.

14. Устройство рентгеновского дифрактометра.

15. Малоугловое рентгеновское рассеяние.

16. Рентгеновская спектроскопия поглощения.

17. Методы экспериментальной обработки данных рентгеновской спектроскопии.

18. Основы фотоэлектронной спектроскопии.

19. Ультрафиолетовая электронная спектроскопия.

20. Электронная Оже-спектроскопия.

21. Основы оптической спектроскопии.

22. Мессбауэровская (ГР) спектроскопия.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература:

- Суздалев И.П. Нанотехнологии. – М.: Комкнига, 2006.

- Рыжонков Д.И., Левина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы. – М.: Бином, 2010.

- Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы.- М.: Академия, 2005.

- Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности.- М.: Мир, 1989.

б) дополнительная литература:

- Методы анализа поверхности п/ред. А.Зандерны. – М.: Мир, 1979.

- Суздалев И.П. Гамма-резонансная спектроскопия белков и модельных соединений. – М.:

Наука, 1988.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

- для информационного обеспечения используется Интернет.

- в качестве вспомогательных интернет-ресурсов по дисциплине используется электронная библиотека ЯрГУ, электронная библиотека e-library.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины - компьютер и мультимедийный проектор;

- экспериментальные устройства на базе кафедры ОЭФ и ЦКП.

Программа составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) (приказ Минобрнауки от 16.03.2011 г. № 1365) с учетом рекомендаций, изложенных в письме Минобрнауки от 22.06.2011 г. № ИБ – 733/12.

Программа одобрена на заседании кафедры общей и экспериментальной физики октября 2012 г. (протокол № ) Заведующий кафедрой Алексеев В.П., кандидат физ.-матем. наук, доцент