«ПРИМЕРНАЯ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПОДГОТОВКИ МАГИСТРОВ 3. Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования подготовки магистров ...»

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.

Менделеева"

ПРИМЕРНАЯ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ ПОДГОТОВКИ МАГИСТРОВ

3. Примерная основная образовательная программа высшего

профессионального образования подготовки магистров Примерная образовательная программа для выработки приведенных выше компетенций носит деятельностный характер и, поэтому, формулируется не в дидактических единицах изучаемых дисциплин, а формулировке знаний, умений и навыков, обеспечивающих приобретение необходимых компетенций и, как следствие, делающая выпускника способным к выполнению профессиональных задач.

Основная образовательная программа, формирующая приведенный в разделе 1 набор компетенций выпускника, основана на следующих принципах:

1) сохранение высокого уровня фундаментальной подготовки как основы профессиональной подготовки, выработки способности успешно работать в новых, быстро развивающихся областях, способности самостоятельно приобретать знания в новых областях науки и техники;

2) вариативность формирования необходимых общекультурных и профессиональных компетенций с помощью различного уровня изучения дисциплин различных циклов, обеспечивающая выполнение требований к результатам освоения основных образовательных программ;

3) необходимость учета междисциплинарного характера направления и профиля, требующая изучения на повышенном уровне различных разделов математики, физики и химии;

4) возможность выпускника успешно работать не только по профилю направления, но и в рамках направления «Материаловедение и технология материалов», для чего он должен освоить базовые требования по направлению.

Основная образовательная программа магистратуры предусматривает изучение следующих учебных циклов:

- гуманитарный, социальный и экономический цикл;

- математический и естественнонаучный цикл;

- профессиональный цикл;

и разделов:

- физическая культура;

- учебная и производственная практики;

- итоговая государственная аттестация.

Каждый учебный цикл имеет базовую (обязательную) часть и вариативную (профильную), устанавливаемую вузом. Базовая часть включает дисциплины, относящиеся к направлению в целом. Вариативная (профильная) часть дает возможность расширения и (или) углубления знаний, умений, навыков и компетенций, определяемых содержанием базовых (обязательных) дисциплин (модулей), позволяет обучающимся получить углубленные знания и навыки для успешной профессиональной деятельности. Учитывая широту тематического направления «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», вариативная часть включает два типа дисциплин: дисциплины профиля, общие для всех студентов, обучающихся по данному профилю, и дисциплины вуза, определяющие более узкую профилизацию выпускника в широкой области функциональных наноматериалов.

Ниже приведен перечень дисциплин в каждом их перечисленных выше циклов. Содержание дисциплин основной образовательной программы сформулировано в виде набора знаний, умений и навыков, делающих возможным достижение сформулированных в предыдущем разделе результатов освоения образовательной программы.

Таблица 2 – Структура ООП магистратуры Перечень Коды дисциплин для Трудоем форми разработки Учебные циклы, разделы - кость руемы примерных Код и проектируемые (зач.ед.) х программ, а так же результаты их освоения компеучебников и тенций учебных пособий Общенаучный цикл Базовая часть М.1 В результате изучения базовой Современные части цикла обучающийся проблемы науки и производства, обработки и модификации материалов, функциональных свойств, процессов производства, надежности и долговечности изделий.

- расширенный лексический минимум изучаемого иностранного языка в объеме 4000 учебных лексических единиц общего и терминологического характера.

уметьиспользовать современные научные методы для решения профессиональных задач по заданными технологическими и функциональными свойствами, процессов их обработки и прогнозирования надежности и долговечности изделий.

- переводить общие и профессиональные тексты на иностранный язык, представлять и обсуждать результаты на изучаемом иностранном языке.

владетьфизико-химическими методами анализа и структурных исследований, способами обработки и модификации материалов, математическим аппаратом планирования эксперимента и обработки его результатов.

письменного изложения своих суждений на изучаемом иностранном языке.

(общепрофессиональная) часть В результате изучения базовой Материаловедение - современные и перспективные материалов;

неорганические и органические, Компьютерные прикладного материаловедения и технологий современных и областям техники и наукоемких производств;

- особенности и возможности компьютерных, в том числе процессов их производства, обработки и модификации.

уметь:

- устанавливать связь физикохимических свойств материалов и процессов, протекающих в производства, обработки и изделий, их эксплуатационной надежностью и долговечностью;

-оценивать и прогнозировать эксплуатационные свойства материалов;

- пользоваться глобальными информационными ресурсами;

технологических процессов;

владеть:

стандартных и нестандартных изделий, контроля и управления их качества, испытательным оборудованием, приборами и установками;

технологий, процессов, технологического оборудования и установок в производстве и модификации неорганических и органических, в том числе интеллектуальных, композиционных, гибридных матнриалов, наноматериалов и изделий из них;

- аппаратом и методологией современных информационнокоммуникационных технологий и средств при разработке перспективных материалов и изделий, процессов их производства, обработки и модификации, оценки и прогнозирования их надежности и долговечности.

Вариативная часть (знания, 30 Методы и умения, навыки определяются приборы для электронной и сканирующей наночастиц и зондовой микроскопии, наноматериалов спектральных и дифракционных Физико-химия и - физические, химические и веществ биологические методы синтеза наночаситц и наноматериалов, методы стабилизации наночастиц и наноматериалов;

- процессы получения и области применения полимерных, керамических, нанокомпозиционных, магнитных и др.

функциональных наноматериалов.

- современные технологии получения высокочистых веществ физико-химическими методами, - особенности аппаратурного получения высоко чистых материалам, используемым при изготовлении технологической аппаратуры.

уметь:

- выбирать рациональные инструментальные методы, средства и приборы для исследования, анализа и контроля функциональных наноматериалов;

- выбирать рациональные методы синтеза нанообъектов и наноматериалов;

- разрабатывать и составлять технологические схемы получения наноматериалов с заданными свойствами технологию получения высоко характеристик исходного сырья продукции, - разрабатывать программу исследований, направленных на получение необходимого банка физико-химических данных для высокой чистоты.

владеть:

- методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, методами обработки и анализа полученных экспериментальных данных;

- физическими и химическими методами получения наночастиц и наноматериалов;

- методами представления полученных экспериментальных данных в области получения и использования наноматериалов в виде научно-технических отчетов, докладов и научных публикаций.

экспериментальными методами веществ высокой чистоты, области получения веществ высокой чистоты, - методами оценки экономической эффективности конкретных методов получения веществ высокой чистоты.

исследовательская работа практические умения и навыки определяются ООП вуза аттестация образовательной программы Приведенные ниже учебный план подготовки магистров по направлению наноматериалы и высокочистые вещества», составлены по форме действующих учебных планов и содержат описание элементов учебного процесса, время обучения в неделях, показатели обязательной и максимальной учебной нагрузки, рекомендуемые курсы обучения, и отражают возможность реализации базовой и вариативной части ООП подготовки (с учетом профиля подготовки) по очной форме обучения.

Профиль подготовки в примерном учебном плане раскрыт полным набором дисциплин с разбивкой их освоения по семестрам.

Примерный учебный план подготовки магистров по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества».

«_»2008 подготовки Нормативный срок обучения – материаловедения и технологий материалов материаловедения и технологий материалов (общепрофессиональная) часть М.2.2 Вариативная часть 25 М.3.2а Профиль магистерской 25 «Функциональные наноматериалов наноматериалов технология высокочистых веществ 4.1 Супрамолекулярные 4.2 Компьютерное моделирование наноразмерных систем 4.3 Керамические функциональные наноматериалы 4.4 Современные процессы глубокой очистки 4.5 Вакуумно-плазменные процессы в технологии функциональных наноматериалов 4.6 Магнитные наноматериалы 4.7 Технология функциональных материалов для электроники 4.8 Функциональные нанокомпозиционные 4.9 Молекулярный дизайн 4.10 Специальные методы исследовательская Примерный учебный план подготовки магистров по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» отражает возможность реализации базовой и вариативной части ООП подготовки магистров (с учетом направленности магистерских программ) по очной форме обучения. Магистерские программы в примерном учебном плане раскрываются полным набором дисциплин (курсов) с разбивкой их освоения по семестрам. Примерный учебный план содержит:

учебные циклы с базовой (обязательной) и вариативной частью и указанием в зачетных единицах трудоемкости этих циклов; учебные циклы с полным набором дисциплин (курсов) с разбивкой их освоения по семестрам; практику и научно-исследовательскую работу. Каждый цикл в объеме не менее одной трети его вариативной части предусматривает дисциплины для выбора студентами. Общая трудоемкость подготовки магистров составляет зачетных единиц; трудоемкость учебных циклов задается с интервалом до зачетных единиц, причем суммарная трудоемкость базовых составляющих учебных циклов не будет превышать 30% от их общей трудоемкости.

В примерной рабочей программе каждой дисциплины сформулированы конечные результаты обучения в увязке с усвояемыми знаниями и приобретаемыми умениями и компетенциями в целом по ООП. Ниже приведены знания, умения и навыки, получаемые после усвоения различных дисциплин и приобретаемые компетенции.

Процессы получения наночастиц и наноматериалов - физические, химические и биологические методы синтеза наночастиц и наноматериалов, методы стабилизации наночастиц и наноматериалов; ОК-1, ОК-2, ОК-5, ПК-1, ПК-2, ПК- - процессы получения и области применения полимерных, керамических, нанокомпозиционных, магнитных и др. функциональных наноматериалов.

ОК-1, ПК-2, ПК- - выбирать рациональные методы синтеза нанообъектов и наноматериалов;

ОК-5, ПК-1, ПК-2, ПК- - разрабатывать и составлять технологические схемы получения наноматериалов с заданными свойствами ОК-7, ПК- - физическими и химическими методами получения наночастиц и наноматериалов; ОК-5, ПК- - методами представления полученных экспериментальных данных в области получения и использования наноматериалов в виде научнотехнических отчетов, докладов и научных публикаций. ОК-4, ОК-7, ПК- Специальные методы исследования функциональных наноматериалов студент должен:

свободно пользоваться полученными профессиональными знаниями, ОК-1, ОК-2, ОК-5, ПК- полученные с помощью современных диагностических методов, ПК- исследованию наноматериалов, ОК-1, ОК-5, ПК-1,ПК- функциональных свойств наноматериалов, ОК-1, ОК-5, ПК-1,ПК- Он, кроме того, владеет навыками:

самостоятельной работы на простейших исследовательских приборах;

ПкК1, ПК- самостоятельной обработки результатов микроскопических, спектроскопических и дифракционных исследований, результатов анализа структуры и функциональных свойств наноматериалов ОК-1, ОК-5, ПК-1, ПК-4.

- основные представления физики магнетизма применительно к наносостоянию ферромагнитных систем; ОК-1, ОК- - методы синтеза различных типов магнитных наноматериалов, их физико-химические свойства и области практического применения;

- основные методы исследования магнитных свойств веществ и материалов ПК-1, ПК- самостоятельно анализировать научную литературу, ОК- выполнять научно-исследовательскую работу по синтезу и исследованию магнитных наноматериалов, ПК- интерпретировать результаты исследования магнитных свойств ОК-7, ПК- Вакуумно-плазменные процессы в технологии функциональных Студент должен обладать следующими компетенциями:

• способность научно анализировать проблемы в области исследования и применения вакуумно-плазменных процессов и технологий; ОК-1, ОК-2, ОК- • способность применять современные методы исследования вакуумноплазменных процессов и технологий; ОК-2, ПК- • готовность изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования; ОК-2, ОК- • готовность спланировать необходимый эксперимент, получить, обработать и проанализировать полученные результаты; ПК- • способность применять современные информационные технологии при проведении исследований и анализе вакуумно-плазменных процессов и технологий; ОК- • способность проектировать технологический процесс, подбирать режимы и условия его проведения, обеспечивающие конечный результат.

ПК- Компьютерное моделирование наноразмерных систем Знать:

- основные положения современной теории химической связи, межмолекулярного взаимодействия и реакционной способности веществ и примеры ее применения к конкретным наноразмерным системам; ОК-1, ОКпринципы количественной характеризации атомной и электронной структуры молекулярных, супрамолекулярных и кристаллических наносистем и полимеров; ОК- - основные взаимосвязи между электронной структурой и физикохимическими свойствами веществ, лежащие в основе управления свойствами; ОК-5, ПК- - возможности основных современных методов компьютерного моделирования, области их применимости и методы трактовки химических явлений и процессов в наношкале. ОК- Уметь:

Применять современные методы компьютерного моделирования для расчета, интерпретации и предсказания строения и физико-химических свойств молекулярных, супрамолекулярных и кристаллических наносистем. ОК-4, ПК- Владеть:

Навыками применения современных методов компьютерного моделирования при решении практических задач и стандартными компьютерными программами, применяемыми для этой цели. ОК-4, ПК- Технология функциональных материалов для электроники теоретические основы дисциплины; ОК- основные технологические процессы и оборудование планарной тонкопленочной технологии; ПК- материалы, используемые в электронной технике; ПК- области применения изделий электронной техники; ОК-1, ПК- перспективные направления тонкопленочной технологии – нанотехнологии; ПК- требования к исходному сырью и материалам и характеристики целевых продуктов; различные виды нормативно-технической документации (стандарты, ГОСТы, технические условия, технологические маршруты, операционные карты и др.); ПК- методы контроля и испытаний исходного сырья и целевых продуктов и изделий; ОК-2, ПК- особенности решения экологических проблем в электронной промышленности и смежных отраслях; ОК-1, ПК- международных организаций, работающих в области создания материалов и изделий электронной техники; о перспективных направлениях развития электронной промышленности как в России, так и в ведущих западных странах: Франция, Финляндия, США, Японии, КНР, Корея и др. ОК-1, ОКПК- выдавать задания на проектирование технологических процессов и оборудования; обслуживать основные виды технологического оборудования в производстве материалов и изделий электронной техники;

составлять планы размещения оборудования; ПК- рассчитывать технологические режимы основных процессов в производстве материалов и изделий электронной техники; ПК-2, ПК- осуществлять физико-химический и контроль и испытания материалов и изделий электронной техники; ПК- готовить документацию для проведения НИР и ОКР; ОК- работать с научно-технической литературой; ОК- оптимизировать режимы и условия реализации производственных процессов по комплексу технических, экономических и природоохранных критериев; ОК-4, ПК- проводить расчет конструкций, узлов, материальных потоков;

выбирать основное и вспомогательное оборудование; ПК- владеть системными подходами при проектировании технологических процессов и оборудования; ОК-5, ПК- конкретными методами физико-химического контроля сырья и продуктов; ПК- современными методами расчета технологических процессов и оборудования с использованием персонального компьютера. ПК- Программы учебных и производственных практик подготовки бакалавров и магистров по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества»

соответствуют учебным и производственным практикам предлагаемого примерного учебного плана и содержат: описание целей и задач практик;

компетенций, приобретаемых обучающимися в процессе прохождения практик; формы контроля освоения программ практик; рекомендуемые места организации практик; ссылки на нормативные документы по организации и проведению практик. Ниже представлено положение о порядке проведения практики студентов кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им.Д.И.Менделеева.

УТВЕРЖДАЮ

ПОЛОЖЕНИЕ

о порядке проведения практики студентов кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И.Менделеева, обучающихся по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества»

Практика студентов кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» является составной частью основной образовательной программы данной специальности. Цели и объемы практики в целом и отдельных ее видов определяются Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования ГОС ВПО по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества».

2.1. Основными видами практики студентов кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И.Менделеева, обучающихся по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», являются учебная и производственная практика для бакалавров;

педагогическая практика и научно-исследовательская практика для магистров.

2.2. Учебная и производственная практика для бакалавров проводится в течение 6 недель. Учебная практика проводится во 4-м семестре, производственная практика проводится в 7 семестре. Эта практика предназначена для ознакомления студентов с реальными технологическими процессами, овладения основными методиками выполнения анализов в условиях современной производственной и исследовательской лабораторий и закрепления теоретических знаний и практических навыков, полученных при изучении курса аналитической химии.

2.3. Педагогическая практика и научно-исследовательская практика для магистров проводится в течение 7 недель. Педагогическая практика проводится в 9 и 10 семестре. Научно-исследовательская практика проводится в 10 и 11 семестрах. Она предназначена для ознакомления студентов с реальными технологическими процессом и закрепления теоретических знаний и практических умений, полученных в ходе обучения, экспериментальных навыков по теме будущей квалификационной работы.

3.1. Учебная практика для бакалавров и педагогическая практика для магистров проводится преимущественно в РХТУ им. Д. И. Менделеева, на кафедре наноматериалов и нанотехнологии. В ряде случаев в качестве базы педагогической практики могут быть МГТУ им. А.Н.Косыгина, МИСиС, общеобразовательных или специальных средних учебных заведениях.

3.2. Научно-исследовательская практика преимущественно проводится в следующих организациях, в которых имеются филиалы кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им.Д.И.Менделеева:

Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН Институт геохимии им. В. И. Вернадского РАН Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Институте структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (г. Черноголовка) Объединенный институт ядерных исследований (г. Дубна) Центральный научно-исследовательский институт "Техномаш" 3.3. Распределение студентов по рабочим местам происходит на заседаниях кафедр и утверждается распоряжением заведующих кафедрами.

3.4. Руководители практики утверждаются на заседании кафедры из состава ее преподавателей и научных сотрудников.

4.1. Организация учебной и производственной практика для бакалавров; педагогической практики и научно-исследовательской практики для магистров на всех этапах направлена на обеспечение непрерывности и последовательности овладения студентами профессиональной деятельностью в соответствии с требованиями к уровню подготовки выпускников кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И.Менделеева, обучающихся по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». Организация всех практик практики направлена на обеспечение непрерывности и последовательности овладения студентами профессиональной деятельностью в соответствии с требованиями к уровню подготовки по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества».

4.2. Все виды практики студентов кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И.Менделеева, обучающихся по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», проводятся в условиях, максимально приближенных к реальной профессиональной деятельности специалиста, поэтому студенты получают возможность не только углубить и развить знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплин учебного плана по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», но профессионально значимые свойства и качества личности специалиста.

5.1. Для руководства практикой студентов, обучающихся по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества»

назначаются руководители практики от кафедры наноматериалов и нанотехнологии и от соответствующих предприятий и учреждений.

нанотехнологии устанавливают связь с руководителями практики от предприятия или учреждения, составляют рабочую программу практики и календарный план прохождения студентами практики;

разрабатывают тематику общих и индивидуальных заданий;

перемещения их по видам работ;

несут ответственность совместно с руководителями практики от организации за соблюдение студентами правил техники безопасности в лаборатории и на производстве;

осуществляют контроль за соблюдением сроков практики и ее содержанием;

оказывают методическую помощь студентам при выполнении ими индивидуальных заданий и сборе материалов к курсовым и выпускной квалификационной работе;

оценивают результаты выполнения студентами программы практики.

6. Форма и вид отчётности студентов о прохождении практики 6.1. Аттестация студентов, обучающихся по программам учебной и производственной практики для бакалавров, педагогической практики и научно-исследовательской практики для магистров, предусмотренных учебным планом по профилю подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», проводится на каждом этапе практики в форме зачёта с аттестационными оценками «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно».

6.2. Необходимым условием допуска студента к зачёту по практике является представление им на кафедру наноматериалов и нанотехнологии отчётной документации в указанные руководителем практики сроки.

6.3. Отчётной документацией является отчет, заверенный руководителем практики от предприятия. Отчет о практике составляется студентом на основе рабочего дневника, ведущегося им в период практики.

Принципы, положенные в основу создания основной образовательной программы подготовки магистров по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», подтверждаются содержанием предложенных дисциплин.

Ниже приведены примеры содержания некоторых дисциплин:

1. «Маркетинг наукоемких и инновационных технологий в сфере материального производства»

2. «Дополнительные главы химии»

3. «Дополнительные главы коллоидной химии»

4. «Процессы получения наночастиц и наноматериалов» (входит в список дисциплин профиля) наноматериалов»

наноматериалов» (курс по выбору) 7. «Технология функциональных материалов для электроники» (курс по 8. «Магнитные наноматериалы» (курс по выбору) 9. «Компьютерное моделирование наноразмерных систем» (курс по 10. «Керамические функциональные наноматериалы»

11. «Вакуумно-плазменные процессы в технологии функциональных наноматериалов»

«МАРКЕТИНГ НАУКОЕМКИХ И ИННОВАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ В СФЕРЕ МАТЕРИАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА»

Основы маркетинга основные категории, принципы и функции маркетинга;

современная концепция создания ценности товара или услуги для потребителей;

маркетинговая среда;

стратегии маркетинга как способ долгосрочного действия предприятия понятие управление маркетингом;

факторы комплексного подхода к планированию и функционированию маркетинга на предприятии;

методы управления поведением потребителей. Консьюмеризм;

потребителей;

комплекс маркетинга, техника сегментирования и позиционирования;

система а управления товаром. распределением. продвижением и т.д..

Маркетинг в сферах и отраслях роль промышленного маркетинга в создании современного рыночно ориентированного предприятия. Особенности работы на рынке организаций;

анализ и функции специалистов центров закупок;

базовые модели покупательского поведения (Вебстера-Винда, Шатэ).

Формирование приверженцев компании — основа успешного развития;

маркетинговые исследования промышленных рынков;

ЖЦ товаров промышленного назначения. Товарная политика;

управление ассортиментом и товарными линиями;

сущность и отличительные особенности промышленных посредников;

прикладные вопросы высококачественного сервиса;

формирование эффективных маркетинговых коммуникаций пром.

прикладные методы управления маркетингом в сфере торговли;

практические методы работы с клиентурой;

внутрифирменный контроль, планирование, информационное, техническое обеспечение маркетинговой деятельности в торговле.

Маркетинговые исследования основные направления, цели, задачи и процесс маркетинговых исследований;

содержание и роль МИС в управлении предприятием;

экспертные оценки;

прикладные вопросы проектирования м.и.;

методы прогнозирования, используемые в м.и.

Стратегия и тактика ценообразования современные тенденции в формировании цен на отечественных рынках сырья, товаров производственного и потребительского назначения;

использование валовых и предельных показателей при анализе цены и доходности предприятия. Анализ безубыточности;

структура свободной рыночной цены. Ценообразование на уровне производителя. Методы калькулирования себестоимости;

формирования цены в розничной торговле;

виды стратегий ценообразования и условия их применения;

методы ценообразования;

условия изменения и дифференциации цен.

Реклама в бизнесе, РR, практический маркетинг использование комплекса маркетинга;

сегментирование и позиционирование;

разработка товарной, сбытовой, ценовой, рекламной и конкурентной политики предприятия;

планирование и проведение м.и. в различных отраслях и сферах деятельности, прогнозированию продаж;

планирование деятельности и оценка труда персонала служб маркетинга;

техника успешных продаж.

Правовые и нормативно-методические основы инвестиционной и инновационной деятельности.

Состояние инновационной и инвестиционной деятельности в Российской Федерации. Направления инновационной и инвестиционной политики.

Подходы к реализации инновационной и инвестиционной политики.

Институциональные и законодательно-правовые условия реализации инновационной и инвестиционной политики. Экономические и финансовые основы активизации инновационной и инвестиционной деятельности.

Инвестиционный механизм инновационной деятельности.

Учет инфляции, неопределенности и риска в задачах инвестиционного и инновационного проектирования Проблема учета инфляции, неопределенности и риска в задачах инвестиционного и инновационного проектирования. Основные понятия.

Цели исследования проектов.

Учет инфляции при оценке эффективности проектов. Общие положения.

Показатели, описывающие инфляцию. Общий индекс инфляции за период от начальной точки до конца рассматриваемого шага расчета. Общий индекс инфляции за рассматриваемый шаг. Темп (уровень, норма) общей инфляции за рассматриваемый шаг. Средний базисный индекс инфляции на рассматриваемом шаге. Базисный и цепной индексы цен на продукт (услугу, ресурс). Индекс переоценки основных фондов. Понятие равномерной инфляции Однородная и неоднородная инфляция.

Учет неопределенности и риска. Показатели эффективности проекта, исчисленные с учетом факторов риска и неопределенности. Учет риска исходя из интересов различных участников проекта. Методы учета риска и неопределенности. Укрупненная оценка устойчивости проекта. Расчет уровней безубыточности. Метод вариации параметров. Предельные значения параметров. Вариантные расчеты реализуемости и эффективности проекта для различных сценариев. Оценка ожидаемого эффекта проекта с учетом количественных характеристик неопределенности. Условия устойчивости проекта по отношению к возможным изменениям параметров. Методы оценки устойчивости. Меры по предотвращению или перераспределению возникающих потерь при выявлении неустойчивости проекта. Оценка ожидаемого эффекта проекта с учетом количественных характеристик неопределенности. Норма дисконта и поправка на риск. Безрисковая норма дисконта, премии за риск. Понятия странового риска, риска ненадежности участников проекта и риска неполучения предусмотренных проектом доходов. Учет этих видов риска при проведении анализа эффективности инвестирования средств.

Экономико-математические методы и модели в задачах оптимального управления инвестиционными и инновационными проектами Основные задачи управления инновационными и инвестиционными проектами. Выбор оптимальной стратегии инвестирования средств как одна из важнейших задач управления проектами. Множество доступных для инвестора инвестиционных возможностей как база для формирования альтернативных инвестиционных решений. Постановка задачи поиска эффективной стратегии инвестирования средств. Существующие традиционные подходы к выбору стратегии. Классификация объектов инвестирования. Влияние вида объекта на постановку задачи определения стратегии и выбор методов ее решения. Постановка задачи управления изменениями.

Экономико-математические методы и модели как эффективный инструмент оптимизации инвестиционных и управленческих решений. Понятия множества допустимых решений, целевой функции (функционала задачи) и критерия оптимизации. Классификация математических методов и моделей оптимизации. Методы и модели линейного программирования. Методы и модели целочисленного и частично целочисленного линейного программирования. Характер переменных. Краткая характеристика методов и моделей для решения транспортных задач. Характер переменных. Виды ограничений. Функционал задачи. Методы поиска оптимальных решений.

Область применения. Класс решаемых управленческих и экономических задач оптимизации. Общие подходы к построению моделей.

Задача выбора оптимальной производственной программы предприятия.

Задача оптимизации стратегии инвестирования средств в проекты создания производственно-сбытовых сетей для многоассортиментных отраслей химической промышленности. Краткое описание объектов инвестирования и множества доступных для инвестора инвестиционных возможностей. Задача оптимизации стратегии инвестирования средств в проекты разработки нефтяных и газовых месторождений. Применяемые методы оптимизации.

Использование разработанных методов и моделей для управления изменениями.

«ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ ХИМИИ»

Координационная химия Строение координационных соединений: теория кристаллического поля, основы теории молекулярных соединений в применении к комплексным соединениям.

Термодинамика образования комплексных соединений: прямые и косвенные методы определения констант устойчивости, учет протонирования лиганда.

Кинетика и механизмы реакций координационных соединений: механизмы реакций замещения в комплексных соединениях различного строения, окислительно-восстановительные реакции координационных соединений, катализ ионами переходных металлов.

Ионные равновесия в растворах Растворы электролитов и неэлектролитов, основные закономерности и особенности. Стандартное состояние растворов, симметричная и несимметричная система стандартных состояний.

Основные допущения электростатической теории растворов электролитов, основное уравнение теории. Термодинамические соотношения на основе теории Дебая-Хюккеля на примере энтальпий разбавления.

Ионная ассоциация как вариант описания свойств реальных растворов электролитов, ионные пары, тройники, квадруполи, ионизирующая и диссоциирующая способность растворителя. Теории ионной ассоциации Бьеррума, Сухотина, Бартела. Термодинамические характеристики ионной ассоциации и методы их определения. Возможности термохимических методов при определении энтальпий и констант ионной ассоциации.

Методы определения термодинамических характеристик веществ и растворов Основные термодинамические характеристики: стандартная энтальпия и энергия Гиббса образования, стандартная энтропия, стандартная теплоемкость, стандартная энтальпия растворения. Стандартное состояние индивидуальных веществ и растворов, активность и летучесть, методы их определения. Термодинамическая константа равновесия.

Экспериментальные методы определения энтальпий процессов и энтропии веществ.

Экспериментальные методы определения энергий Гиббса процессов.

Теоретические подходы, используемые при нахождении термодинамических характеристик веществ и растворов.

Справочные руководства по термодинамическим величинам.

Строение и физико-химические свойства веществ Волновое уравнение Шредингера как основной постулат квантовой механики и его решение для одномерного и трехмерного потенциального ящика, жесткого ротатора, атома водорода.

Анализ радиальной и угловой составляющих собственных функций электронов, контурные и полярные диаграммы электронных плотностей, симметрия атомных орбиталей.

Многоэлектронные атомы в квантовой механике, понятие о методе самосогласованного поля, волновые функции Слейтера.

Атомные спектры и символы термов. Разрешенные энергетические состояния по Расселу-Саундерсу.

Понятие о приближенных способах решения уравнения Шредингера -методе возмущений и вариационном методе.

Теория молекулярных орбиталей. Симметрия и перекрывание орбиталей.

Квантовохимическое описание химической связи в комплексных соединениях, спектры их поглощения.

Исследование растворов высокочастотными методами Низкочастотная и высокочастотная кондуктометрия. Аппаратурное оформление эксперимента. Результаты кондуктометрических исследований растворов в индивидуальных и смешанных растворителях. Определение термодинамических характеристик ассоциации на основе результатов кондуктометрических измерений.

СВЧ-диэлектрическая спектроскопия. Методика измерений диэлектрической проницаемости растворов. Дисперсия диэлектрической проницаемости полярных растворителей. Высокочастотная проводимость растворов и растворителей. Результаты диэлектрических исследований растворов в широком интервале частот и температур.

термодинамики.

Классификация калориметров. Теплопроводящие калориметры и калориметры классического типа. Изотермические (в том числе компенсационные) калориметры и калориметры переменной температуры.

Изотермическая и адиабатическая оболочка калориметра. Проточные калориметры. Возможности современной калориметрии. Примеры конструкции современных калориметров различных типов. Методика проведения калориметрического опыта. Единицы измерения теплоты.

Основы термохимии растворов.

Водные и неводные растворы. Апротонные и протолитические растворители, смешанные двойные и тройные растворители. Растворы электролитов. Их классификация Ассоциированные и неассоциированные электролиты.

Измерение и расчеты энтальпий растворения веществ, энтальпий разбавления и смешения растворов. Зависимость энтальпий растворения ассоциированных и неассоциированных электролитов от концентрации растворов. Состояние бесконечного разбавления. Теория и уравнения ДебаяХюккеля. Активность и коэффициенты активности.

Стандартные состояния индивидуальных веществ и растворов.

Гипотетическое недиссоциированное состояние. Энтальпия ассоциации (диссоциации). Расчетное уравнение. Термодинамические характеристики ионов. Системы термохимических уравнений при исследовании растворов.

Закономерности в термохимических характеристиках растворов электролитов в неводных и смешанных растворителях.

Зависимость энтальпии растворения от состава смешанного (двойного и тройного) растворителя. Метод разности в энтальпиях переноса для определения энтальпий растворения непосредственно не исследуемых веществ. Термодинамика сольватации и пересольватации. Изучение пересольватации калориметрическим методом.

калориметрических данных. Определение теплоемкости растворов. Анализ экспериментально полученных зависимостей в термохимических характеристиках растворов от различных факторов. Парциальные и кажущиеся величины.

Общая характеристика путей повышения эффективности преподавания химии.

Основы научной организации учебного процесса. Проблемный метод обучения. Учебные и научные проблемы. Проблемные ситуации в курсе неорганической химии Управление познавательной деятельностью.

Программированное обучение. Повышение эффективности самостоятельной работы студентов. Учебно- и научно-исследовательская работа студентов как метод повышения эффективности обучения химии.

Контроль знаний по химии.

Достоинства и недостатки существующих способов оценки знаний студентов. Рейтинговая система контроля знаний Реализация различных форм контроля знаний. Классификация методов контроля знаний.

Оперативный контроль знаний. Организация самоконтроля знаний. Текущий и рубежный контроль знаний по химии. Итоговый контроль знаний по химии.

Технические средства обучения в химическом образовании.

Классификация технических средств обучения (ТСО). Информирующие, контролирующие и обучающие ТСО. Технические средства информации Понятие информации; виды информации и информационные проблемы;

учебная информация. Средства визуальной, зрительной и аудиовизуальной информации; кодоскоп и его применение; учебное кино и учебное телевидение.

Введение в теорию обучающих программ.

Назначение обучающих программ. Место обучающих программ в учебном процессе. Классификация обучающих программ. Основы составления обучающих программ. Методика составления компьютерных обучающих программ. Структурная схема сценария компьютерной обучающей программы по химии. Информационный блок. Компьютерный эксперимент.

Блок упражнений. Экзамен. Подготовка текстового файла КОП Основные направления информатизации образования.

Дистанционное обучение (ДО). Основные принципы и средства ДО.

Межвузовское сотрудничество в области ДО. Развитие дистанционных (виртуальных) и открытых университетов. Концепция единой системы дистанционного образования России.

Глобальные компьютерные сети.

Интернет и его химические ресурсы. Услуги, предоставляемые пользователю сети Интернет. Использование сети Интернет в химическом образовании.

«ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ»

I. Композиционные материалы. Основные типы и характеристики наполнителей Композиционные материалы как дисперсные системы. Разновидности композиционных материалов и их классификация. Основные типы структур композиционных материалов.

Волокнистые и дисперсные наполнители. Удельная поверхность и пористость наполнителей. Форма частиц, их дисперсность и распределение по размерам. Экспериментальные методы оценки дисперсности и удельной поверхности. Характер упаковки частиц в композициях. Методы расчета оптимального дисперсного состава наполнителей.

Классификация промышленных типов наполнителей. Минеральные дисперсные наполнители. Металлические, электропроводящие, теплопроводные и магнитные наполнители. Углеродные и органические дисперсные наполнители. Полые и сплошные микросферы. Чешуйчатые и пластинчатые наполнители. Коротковолокнистые и непрерывные волокнистые наполнители. Сочетание дисперсных и армирующих наполнителей в композиционных материалах.

II. Межфазные явления в наполненных системах Поверхность раздела фаз и ее формирование в композиционных материалах и покрытиях. Структура и свойства межфазных слоев, направленное их регулирование. Методы исследования поверхности раздела фаз.

Адгезия и смачивание в наполненных системах, механизм адгезионного взаимодействия в них. Термодинамика смачивания. Гистерезис смачивания.

Влияние шероховатости и энергетической неоднородности поверхности наполнителей на их смачивание. Критическое поверхностное натяжение смачивания. Явление пропитывания в волокнистых системах. Капиллярная теория пропитывания пористых систем. Управление смачиванием и адгезией путем химического и адсорбционного модифицирования поверхности наполнителей. Избирательное смачивание гидрофильных и гидрофобных поверхностей. Аппреты и их роль в образовании адгезионных связей на поверхности раздела фаз.

Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. Природа адсорбционных сил и механизмы адсорбции. Изотермы адсорбции, их классификация. Адсорбция органических веществ из водных растворов.

Влияние структуры адсорбента на адсорбцию неэлектролитов. Уравнения изотерм адсорбции.

Адсорбция коллоидных ПАВ на поверхностях твердых тел. Строение адсорбционных слоев неионогенных ПАВ в области концентраций ниже и выше ККМ, взаимосвязь с изотермой адсорбции. Уравнение Хилла-Де Бура.

Механизм адсорбции ионогенных ПАВ. Адсорбция на твердых частицах из растворов полимеров, ее особенности. Зависимость адсорбционного взаимодействия и структуры адсорбционных слоев от химической природы адсорбента, полимера и растворителя. Адсорбция полиэлектролитов на твердых поверхностях.

III. Контактные взаимодействия между частицами наполнителя Агрегация частиц наполнителя. Основные типы контактов между частицами.

Природа сил взаимодействия между частицами. Теории устойчивости и коагуляции дисперсных систем. Молекулярная, ионно-электростатическая, структурная, адсорбционная и стерическая составляющие расклинивающего давления. Обратимая и необратимая коагуляция дисперсных систем.

Агрегация частиц в средах различной полярности. Силы сцепления между отдельными частицами в полярных и неполярных средах. Сцепление частиц в несмачивающей жидкости. Агрегация частиц в полидисперсных системах.

Коагуляция суспензий. Ортокинетическая коагуляция. Влияние размеров частиц, их формы и неоднородности (макромозаичности) поверхности на характер агрегации и устойчивость дисперсных систем.

Гетерокоагуляция и адагуляция в наполненных системах. Особенности коагуляции магнитных дисперсных систем. Способы и условия разрушения агрегатов и агломератов из частиц наполнителей. Стабилизация частиц наполнителей поверхностно-активными веществами (полимерами) и их фракционирование.

IV. Структурообразование в наполненных системах Агрегирование частиц в концентрированных наполненных системах.

Специфика возникновения коагуляционных контактов при высоком содержании наполнителя. Образование пространственных структур в двухфазных (Т-Ж) и трехфазных (Т-Ж-Г) дисперсных системах. Типы пространственных структурных сеток.

Реологический метод исследования структурированных дисперсных систем.

Реологические кривые течения и эффективной вязкости для тиксотропных, дилатантных, псевдопластических и пластических систем. Критические концентрации структурообразования. Структурированные системы с фазовыми контактами между частицами.

Влияние седиментации частиц наполнителей и их агрегации на структурномеханические свойства наполненных систем. Управление процессами образования коагуляционных и кристаллизационных структур.

Влияние дисперсности и полидисперсности наполнителей, лиофильнолиофобной мозаичности поверхности частиц, адсорбции ПАВ (полимеров) на процессы образования и разрушения пространственных структур в наполненных системах.

V. Получение композиционных материалов и покрытий Химический состав и физические свойства наполнителей. Влияние наполнителей, их коллоидно-химических характеристик и концентрации на свойства композиций. Прочностные и деформационные характеристики материалов с дисперсными и армирующими наполнителями. Реологические и электрические свойства наполненных систем.

Композиционные покрытия, методы их формирования. Электроосаждение покрытий из суспензий (электрофорез, электроосмос). Образование и свойства композиционных электрохимических покрытий (КЭП). Виды КЭП и механизмы их формирования. Зависимость свойств и структуры композиционных покрытий от агрегативной и седиментационной устойчивости суспензий.

Оптимизация выбора наполнителей и основные принципы создания композиционных материалов и покрытий с заданными свойствами:

прочностными, абразивными, антифрикционными, теплофизическими, оптическими, электропроводящими, магнитными.

«ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ И НАНОМАТЕРИАЛОВ»

Варианты классификации методов получения наночастиц и наноматериалов.

Физические, химические, биологические методы. Особенности получения нуль- одно-, дву- и трехмерных наноматериалов.

2. Синтез наночастиц методами осаждения в жидких средах (4 лекции) Основные химические реакции, приводящие к синтезу наночастиц в жидких средах. Формирование золей - коллоидные растворы.

Получение наночастиц золота - метод Туркевича и метод Браста. Синтез наночастиц серебра, платины, палладия и других благородных металлов.

Стабилизация синтезированных наночастиц в растворах электростатическая, адсорбционная, хемосорбционная.

Получение наночастиц несферической формы. Синтез нанопроволоки и наностержней металлов - роль зародышей кристаллизации и добавок ПАВ.

Механизм роста наностержней металлов в жидких средах. Особенности синтеза наночастиц металлов в форме кубов, призм, двадцатигранников и др.

Синтез магнитных наночастиц в полярных и неполярных средах.

Стабилизация наночастиц и получение магнитных жидкостей.

Основные способы синтеза полупроводниковых наночастиц контролируемого осаждения, молекулярных прекурсоров. Основные факторы, влияющие на размер синтезируемых наночастиц. Кинетический контроль роста наночастиц. Синтез анизотропных наночастиц полупроводников - наностержней, разветвленных структур.

3. Синтез наночастиц, состоящих из сплава металлов, со структурой ядрооболочка, многослойных структур методами осаждения Применение методов осаждения для синтеза наночастиц, состоящих из сплава металлов, со структурой ядро-оболочка, многослойных структур.

Синтез наночастиц оксида кремния и нанокомпозитов - многослойных полупроводников и оксида кремния.

4. Золь-гель технология наночастиц и нанопористых материалов.

Основные стадии процесса. Особенности гидролиза и поликонденсации алкоксидов кремния в щелочной и кислой среде. Гелеобразование и синерезис. Удаление растворителя - образование ксерогелей и аэрогелей.

Влияние состава реакционной среды и условий протекания процесса на морфологию синтезируемого наноматериала.

Получение золь-гель методом наноматериалов на основе оксидов кремния и титана.

Синтез золь-гель методом нанокомпозитов типа "неорганика-неорганика" и "органика-неорганика".

5. Синтез наночастиц в сверхкритических жидкостях.

Классификация методов синтеза наночастиц и наноматериалов в сверхкритических жидкостях. Роль сверхкритической жидкости при синтезе растворитель, сорастворитель, анти-растворитель, растворенное вещество, реакционная среда. Схемы основных методов.

Использование сверхкритической воды и диоксида углерода для получения наночастиц.

Варианты гидро- и сольвотермального синтеза - получение наночастиц при протекании физических и химических процессов. Основные параметры, влияющие на морфологию синтезируемых наноматериалов.

сольвотермального синтеза. Виды автоклавов, используемых для синтеза наночастиц.

Гидро- и сольвотермальный синтез наночастиц металлов, оксидов металлов, полупроводников. Гидротермальный синтез наночастиц цеолитов и цеолитов с нанопористой структурой.

6. Синтез наночастиц при физическом воздействии на реакционную среду.

Особенности синтеза наночастиц при микроволновом нагреве.

Гидротермальный синтез с микроволновым нагревом.

Радиационные методы формирования наноструктур. Механизм синтеза наночастиц при действии ультрафиолетового, рентгеновского и радиоактивного излучения.

Синтез нанокристаллических и аморфных неорганических наноструктур при ультразвуковом воздействии.

7. Образование наночастиц при пиролизе аэрозоля.

Пиролиз и выпаривание аэрозолей. Влияние состава исходного раствора и технологических параметров процесса на размер и морфологию синтезируемых наночастиц. Способы распыления жидкости. Агломерация наночастиц и получение нанопористых материалов.

8. Криохимический метод синтеза наночастиц.

Основные стадии процесса. Сверхбыстрое охлаждение. Способы замораживания и удаления растворителя. Используемые хладоагенты.

9. Электрохимические методы получения наноматериалов.

Катодные и анодные процессы, приводящие к синтезу наноматериалов.

Получение тонких пленок и наноструктурированных покрытий.

Электроосаждение наночастиц. Формирование композитных покрытий, состоящих из металла и осажденных наночастиц.

Образование нанопористых материалов. Синтез нановолокон в пористых материалах.

10. Матричный (темплатный) синтез наночастиц и наноматериалов.

Использование мицеллярных систем и микроэмульсий для синтеза наночастиц. Основные факторы, влияющие на размер и форму, синтезируемых наночастиц.

Синтез наночастиц в микроэмульсиях в сверхкритическом оксиде углерода.

Использование гексагональных и кубических жидких кристаллов в качестве матрицы для синтеза наноматериалов и нанопористых тел.

Синтез нанокомпозитов наночастица-дендример. Особенности строения дендримеров и способов формирования нанокомпозитов в зависимости от уровня генерации дендримера.

Использование липосом, мицеллярных и полимерных гелей для синтеза наноматериалов. Методы молекулярного наслаивания. Пленки ЛенгмюраБлоджетт.

11. Эпитаксия.

Разновидности эпитаксии. Методы получения квантовых точек.

Сверхрешетки. Формирование элементов интегральных микросхем.

12. Литография.

Виды и возможности литографии. Перспективы развития методов литографии.

13. CVD и PVD процессы.

Классификация CVD и PVD процессов по давлению и способам введения прекурсоров. Методы получения углеродных наноматериалов.

Пиролитические способы.

14. Плазмохимическое осаждение.

Методы плазмохимического осаждения в зависимости от способа образования плазмы. Особенности осаждения в плазме и лазерном луче.

Лазерно-термический способ получения углеродных нанотрубок.

15. Электроэрозионный метод.

Эрозия электродов, типы используемых электродов. Стационарный и нестационарный режимы работы микродуг.

16. Ударно-волновой синтез.

Получение нанопорошков детонационным синтезом. Метод электровзрыва.

Детонационные наноалмазы.

17. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез.

Параметры СВС. Особенности получения наноматериалов методом СВС.

Химические классы компонентов исходных систем. Основные химические реакции наиболее распространенных СВС процессов. Промышленная реализация технологии СВС.

18. Механохимический синтез наночастиц.

Природа механохимического воздействия. Химические реакции при механохимическом воздействии. Типы шаровых мельниц. Режимы их работы. Проблемы выбора материала измельчающих шаров и покрытий.

19. Консолидированные наноматериалы.

Методы получения консолидированных наноматериалов. Метод Г.Глейтера (газофазное осаждение и компактирование). Прессование и спекание.

Электроразрядное спекание. Горячая обработка давлением (горячее прессование, ковка, экструзия). Деформация кручением при высоких давлениях. Равноканальное угловое прессование. Обработка давлением многослойных композитов.

20. Контролируемая кристаллизация аморфных материалов.

нанокристаллическое состояние. Размеры кристаллов, возникающих внутри аморфного материала при различных условиях кристаллизации.

21. Методы интенсивной пластической деформации.

Кручение под высоким давлением. Равноканальное угловое прессование.

Всесторонняя ковка (прессование) с многократной сменой оси деформации.

Специальная прокатка. Проблема чистоты наноматериалов. Особенности наноструктур, образующихся в методе интенсивной пластической деформации.

22. Нанопроизводство - нанотехнология.

Нанопроизводство. Использование зондового микроскопа для создания квантовых точек в нужном месте на требуемом расстоянии друг от друга.

Использование НаноФабов для создания наноструктур, наноустройств и наносистем на их основе.

23. Биологические методы синтеза наночастиц и наноматериалов.

Биомембраны и другие объекты биологического происхождения.

Внутриклеточный и внеклеточный синтез наночастиц и наноматериалов.

Магнетобактерии, магнетосомы. Синтез наночастиц с использованием биомолекул (ДНК, аминокислот и др.).

2. Синтез нанокристаллического карбида 3. Получение наночастиц золота методом осаждения в водном растворе 5. Получение наночастиц сульфида кадмия в

«МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ И АНАЛИЗА

НАНОЧАСТИЦ И НАНОМАТЕРИАЛОВ»

Введение.

Особенности исследования нанообъектов и наносистем. Методы изучения физико-химических процессов в наносистемах, физических, химических и биологических свойств и эксплуатационных характеристик наноматериалов, устройств, приборов и изделий на их основе.

Специфика линейных измерений, химического анализа и определения структурных параметров нанообъектов. Требования к точности измерений и метрологическим характеристикам методов анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов.

Микроскопические методы.

Основные понятия: увеличение микроскопа, полезное увеличение, дифракционный предел пространственного разрешения оптического микроскопа. Принципы построения увеличенного изображения. Приборы с параллельным и последовательным формированием изображения. Принцип построения изображения в растровом (сканирующем) микроскопе.

Пространственное разрешение и глубина резкости.

Физические основы электронной микроскопии.

Эмиссия электронов. Термоэлектронная и вторичная электронная эмиссия. Автоэлектронная (полевая) эмиссия. Эффект тепловых скоростей.

Источники электронов (электронные пушки) для электронных микроскопов.

Типы используемых катодов. Преимущества и недостатки катодов с автоэлектронной эмиссией.

Понятие об электронной оптике, магнитные линзы.

Вакуумные условия для различных типов электронных микроскопов.

Основы взаимодействия электронного пучка средних энергий с взаимодействия – упругое и неупругое рассеяние. Вторичная электронная эмиссия. Генерация тормозного и характеристического рентгеновского излучения. Оже-эффект и оже-электронная эмиссия; радиационные повреждения исследуемого объекта.

Детекторы информативных сигналов в электронной микроскопии.

Предельные возможности электронной микроскопии Растровая электронная микроскопия.

Общая схема и принцип действия растрового электронного микроскопа. Типы катодов, используемые в растровой электронной микроскопии. Их сравнительные преимущества и недостатки.

Режим регистрации медленных вторичных электронов. Детектор медленных вторичных электронов. Механизм формирования контраста изображения. Кантен-эффект. Пространственное разрешение и информативные возможности. Ограничения на характеристики образца – тепло- и электропроводность.

Режим регистрации обратно рассеянных электронов. Информативные возможности, пространственное разрешение, применение.

Растровый электронный микроскоп – средство измерения линейных размеров в нанодиапазоне. Калибровка в нанодиапазоне. линейные меры в нанодиапазоне. Предельные возможности растровой электронной микроскопии при измерении линейных размеров нанообъектов.

Пространственное разрешение.

Просвечивающая электронная микроскопия.

Общая схема и принцип действия просвечивающего электронного микроскопа. Реализация режимов наблюдения изображения (темное и светлое поле), микродифракции. Электронография. Механизмы формирования контраста изображения в просвечивающем электронном микроскопе (общие понятия).

Просвечивающий электронный микроскоп как средство изучения нанообъектов. Предельные возможности просвечивающего электронного микроскопа. Требования к объектам исследования.

Сканирующая зондовая микроскопия.

Основные физические принципы сканирующей зондовой микроскопии.

Туннельная и атомно-силовая зондовая микроскопия. Информативные возможности и пространственное разрешение. Основные элементы сканирующего зондового микроскопа. Применение при исследовании нанообъектов и линейных измерениях в нанодиапазоне.

Рентгеноспектральный микроанализ.

Генерация рентгеновского излучения при взаимодействии электронов с твердым телом. Основные принципы рентгеноспектрального анализа.

Характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли. Закономерности в рентгеновских спектрах. Спектральные серии. Тормозное рентгеновское излучение. Принципы разложения рентгеновского излучения в спектр.

Спектрометры с волновой и энергетической дисперсией.

Рентгеновский микроанализ с электронным зондом. Локальность анализа (определение и примеры). Метрологические характеристики (локальность, предел обнаружения, диапазон определяемых содержаний, диапазон определяемых элементов). Устройство рентгеновского микроанализатора.

Принципы количественного анализа. Построение градуировочной характеристики. Основные механизмы матричных эффектов.

Рентгеновский микроанализ в просвечивающей электронной микроскопии. Предельные возможности.

Электронная спектроскопия.

Оже спектроскопия и рентгенофотоэлектронная спектроскопия.

Экспериментальные особенности реализации методов. Вакуумные условия.

Принципы определения формы нахождения элементов – химический сдвиг.

Локальная оже-спектроскопия с электронным зондом. Предельные возможности электронной спектроскопии.

Масс-спектрометрия вторичных ионов.

Основные физические явления при взаимодействии ионов с твердым телом. Катодное распыление. Процессы ионизации, коэффициенты относительной элементной чувствительности.

Принципы действия масс-спектрометров, основные типы масссепараторов. Масс-спектрометр вторичных ионов. Основные элементы.

Требования к вакуумным условиям.

Понятие о распределительном (послойном) анализе. Локальность определения. Принципы количественного анализа. Калибровка прибора по глубине. Построение градуировочной характеристики. Метрологические характеристики масс-спектрометрии вторичных ионов. Время пролетная масс-спектрометрия.

Интерферометрические методы измерения наноперемещений.

Принцип действия лазерного интерферометра. Предельные возможности интерферометрии. Совмещенные установки – электронные и зондовые микроскопы с лазерными интерферометрами.

Дифракционные методы исследования нанообъектов.

Дифракция рентгеновских лучей и электронов. Уравнения Лауэ, уравнение Вульфа-Брэггов. Связь угловой ширины дифракционного максимума и размера области рассеяния. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей и электронов. Применение для измерения размеров наночастиц.

Методы выявления квантово-размерных эффектов.

Люминесценция, рамановское рассеяние. Применение химических зондов.

Работа растрового электронного микроскопа.

Работа просвечивающего электронного микроскопа.

Работа сканирующего атомно-силового микроскопа.

Определение гранулометрического состава нанопорошка методом растровой электронной микроскопии.

Дифрактометрическое определение среднего размера наночастиц.

"СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ"

Лекция 1 (вводная часть). Методы исследования наноматериалов. Основные параметры структурных и функциональных свойств наноструктур.

нанокристаллическом состоянии Лекции 1-2. Методы сканирующей зондовой микроскопии.

Сканирующая зондовая микроскопия. История открытия. Пьезодвигатели.

Сканирующая туннельная микроскопия. Понятие туннелирования. Принцип работы и устройство сканирующего туннельного микроскопа. Зонды для сканирующей туннельной микроскопии. Моды СТМ. СТМ топография. СТМ моды производной тока по расстоянию или по напряжению. Мода измерения токов растекания. Мода измерения электрической емкости.

Атомно-силовая микроскопия. История метода. Принцип работы и устройство атомно-силового микроскопа. Кантилевер. Свободные и вынужденные колебания балки. Зонды для атомно-силовой микроскопии.

Контактные и бесконтактные моды АСМ. Контактные моды АСМ.

Контактная топография. Топография латеральных сил. Мода производной теплопередачи. Полуконтактные моды.полуконтактная топография. Мода амплитудно-фазовых характеристик. Мода фазового сдвига. Мода измерения ангармонизма колебаний. Микроскопия боковых сил. Бесконтактные моды.

Бесконтактная топография. Бесконтактная топография латеральных сил.

Бесконтактная резонансная топография. Бесконтактная резонансная топография динамических сил. Бесконтактная микроскопия боковых сил.

Кельвин мода. Бесконтактная емкостная мода. Магнитно-силовая микроскопия. Микроскопия электростатических сил. Моды близкопольной оптической микроскопии. Сканирование на отражение. Сканирование на просвет. Режим нарушенного полного внутреннего отражения.

Лекции 3-4. Методы электронной микроскопии.

Формирование изображения. Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия. Растровая электронная микроскопия. Просвечивающая электронная микроскопия. Просвечивающая растровая электронная микроскопия. Сверхвысоковольтная электронная микроскопия. Эмиссионная электронная микроскопия. Зеркальная электронная микроскопия. Устройства электронных микроскопов. Возможности электронной микроскопии. Ионный микроскоп.

нанокристаллическом состоянии Лекция 5. Классификация и принципы спектроскопических методов исследования наноматериалов.

Классификация спектроскопических методов анализа наноматериалов по поглощения. Спектроскопия отражения. Спектроскопия испускания.

Спектроскопия видимого излучения. Исследование оптических свойств наноматериалов.

Лекции 6-7. Спектроскопические методы исследования.

Радиоспектроскопия. Микроволновая спектроскопия. Ядерный магнитный резонанс. Электронный парамагнитный резонанс. ИК- и КР- спектроскопия.

Рентгеновская и фотоэлектронная спектроскопия. Рентгеновская спектроскопия поглощения (EXAFS, XANES). Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. Рентгенофлуоресцентная спектроскопия.

Мессбауэровская спектроскопия. Применение спектроскопических методов для исследования наноматериалов.

Раздел 3. Дифракционные методы исследования наноматериалов.

Лекция 8. Основные принципы дифракционных методов исследования наноматериалов.

Основы теории дифракции. Дифракция на кристаллических решетках.

Дифракция излучения в аморфных веществах. Размерные эффекты в дифракционных картинах наноструктур.

Лекции 9-10. Дифракционные методы исследования.

Рентгенофазовый анализ и рентгеноструктурный анализ. Факторы атомного рассеяния рентгеновского излучения, электронов и нейтронов. Дифракция синхротронного излучения. Дифракция нейтронов. Электронография.

Нейтронография. Малоугловое рассеяние рентгеновского излучения.

Малоугловое рассеяние нейтронов. Использование дифракционных методов для характеризации функциональных свойств наносистем. Расчет размеров частиц по уширениям дифракционных рефлексов.

Раздел 4. Методы исследования магнитных свойств наноматериалов.

Лекция 11. Методы исследования магнитных свойств наноматериалов.

Методы измерения магнитной восприимчивости. Вибромагнетометр Фонера Магнетометр Карлина Метод Фарадея, СКВИД-магнетометр. Принципы работы устройства магнетометров. Суперпарамагнетизм наноструктур и пределы чувствительности магнетометров.

Раздел 5. Методы исследования пористой структуры наноматериалов.

Лекция 12. Сорбция газов в пористых телах. Определение удельной поверхности.

Теоретические основы метода сорбции газов. Классификация пористых структур. Изотермы адсорбции – десорбции. Классификация типов изотерм.

Определение удельной поверхности из изотерм в модели Брюнера - Эммета – Теллера. Модель Брунауэра - Эммета – Теллера. Многоточечный метод БЭТ.

Одноточечный метод БЭТ.

Лекция 13. Сорбция газов в пористых телах. Определение распределения пор по размерам.

Определение пористости. Изотермы адсорбции для пористых систем.

Гистерезис изотерм адсорбции. Объем пор и их средний радиус.

Распределение пор по размерам. Методы расчета распределения пор по размерам. Метод Баррета - Джойнера – Халенды. Применение методов капиллярной конденсации для исследования наноматериалов. Мезопористые системы.

Перечень тем практических занятий исследования веществ в нанокристаллическом состоянии исследования веществ в нанокристаллическом состоянии 3 Методы исследования пористой структуры наноматериалов Перечень тем семинарских занятий Дифракционные методы нанокристаллическом состоянии Методы исследования магнитных свойств наноматериалов.

Методы исследования пористой структуры наноматериалов

«ТЕХНОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ

ЭЛЕКТРОНИКИ»

Тема 1. Введение.

Предмет курса и его задачи. Электроника как наука, классификация.

Развитие химического производства для различных областей народного хозяйства; роль химии и химической технологии в области создания тонкопленочных и других видов материалов и изделий электронной техники. Некоторые исторические аспекты развития электронной и вакуумной техники. Роль российских ученых в создании новых видов технологий и оборудования.

Важность защиты окружающей среды от вредных продуктов производства и как один из главных путей решения экологических Необходимость технико-экономической оценки новых процессов и оборудования. Роль вычислительной техники в электронной промышленности на стадиях проектирования и производства (2 ч.).

Тема 2. Основные этапы и оборудование для получения полупроводниковых материалов и ИМС.

Виды полупроводниковых подложек и требования к ним. Общая технологическая схема производства полупроводниковых приборов:

подготовительные процессы, групповая обработка, индивидуальная обработка.

оборудование для выращивания монокристаллов.

монокристаллов: резка, шлифовка, полировка, технохимическая обработка, скрайбирование и разделение пластин на отдельные кристаллы. Технохимическая обработка поверхности полупроводников (6 ч.).

Тема 3. Технология и оборудование для формирования изображения в планарной технологии Литографические процессы, их назначение и основные виды.

Фоторезисты, виды (органические и неорганические), требования к ним, оборудование для нанесения фоторезистов на поверхность подложек.

Фотошаблоны, технология и оборудование для их изготовления (координаторы, редукционные фотокамеры, фотоповторители, генераторы изображения).

Оборудование литографических процессов, основные операции микроэлектронных устройств. Сравнительные характеристики фотолитографии с другими видами литографических процессов (электронно-лучевая, рентгеновская, ионно-лучевая и др. виды литографических процессов) (6 ч.).

Тема 4. Технологии легирования полупроводников и физико термическое оборудование в производстве интегральных схем.

Диффузия в планарной технологии: физико - химические основы диффузионных процессов, вещества - диффузанты и требования к ним.

Способы проведения диффузии, двухстадийная диффузия, понятия «загонки» и «разгонки», схемы установок. Типовое оборудование диффузионных процессов: реакционные камеры, автозагрузчики, блок автоматизированного управления и т.д. Методы расчета диффузионных процессов: прямая и обратная задачи.

Физико-химические основы ионной имплантации, вещества источники легирующих добавок. Схема, принцип действия и основные узлы установки ионной имплантации: источник ионов, источник высокого напряжения, ускорительная трубка, магнитный генератор, система фокусировки и сканирования, приемная камера, вакуумная система. Виды установок ионного легирования. Методы расчета процессов ионной имплантации: прямая и обратная задачи (6 ч.).

Тема 5. Технологии и типовое оборудование для получения тонких Классификация методов получения тонких пленок. Процессы и оборудование для получения защитных диэлектрических пленок в планарной технологии (оксидные и нитридные пленки кремния), процессы металлизации и др.: термическое окисление, термовакуумное испарение, катодное, ионно - плазменное и магнетронное распыление, пиролитическое осаждение, газофазное химическое осаждение; схемы установок и принцип их действия, основные технологические характеристики, методы расчета процессов напыления в вакууме и катодного распыления. Технология эпитаксиальных слоев. Установка молекулярно - лучевой эпитаксии.

Оборудование для контроля качества тонких пленок. Перспективы развития технологии оборудования для получения тонких пленок (10 ч.).

Тема 6. Перспективные направления развития тонкопленочной технологии – нанотехнология Физико - химические основы нанотехнологии, технологические приемы и оборудование. Физические основы туннельно - зондовой нанотехнологии. Установки для получения пленок Ленгмюра - Блоджетт.

Оборудование послойной атомной эпитаксии. Химические основы нанотехнологии на принципах метода МН. Установки и оборудование для проточного и вакуумного вариантов технологии химической сборки материалов и изделий электронной техники (4 ч.).

Тема 7. Оборудование для получения вакуума - вакуумные насосы.

Процессы в газах и вакууме: некоторые молекулярно-кинетические представления. Явления переноса в газах. Процесс откачки вакуумных систем: понятие вакуума и его виды, давление и плотность газа, единицы измерения. Течение газа по трубопроводу (вязкостный и молекулярный режимы, закон Кнудсена и т.д.).

Простейшая вакуумная система. Основное уравнение вакуумной системы: вывод, основные определения и следствия.

Классификация вакуумных насосов: основные виды и общие характеристики. Основные параметры вакуумных насосов и их графическое представление. Принцип действия, схемы, технологические характеристики и области применения средств для получения вакуума:

газоперемещающие и газопоглощающие вакуумные насосы. Рабочие жидкости вакуумных насосов и требования к ним. Форвакуумные и высоковакуумные насосы. Выбор и согласование работы высоковакуумного и форвакуумного насосов (8 ч.).

Тема 8. Вакуумные системы основных процессов планарной технологии.

Общие принципы проектирования вакуумных систем: основные требования, предъявляемые к вакуумным системам, выбор конструкционных материалов, элементная база и виды вакуумных систем.

Принципиальные схемы вакуумных установок для получения низкого, среднего, высокого и сверхвысокого вакуума. Примеры проектировочных расчетов, контроль работы вакуумных установок.

производстве материалов и изделий электронной техники (8 ч.).

Тема 9. Контрольно - измерительное и испытательное оборудование в электронной и вакуумной технике.

Основные химико-технологические параметры процессов в микроэлектронике и вакуумной технике. Контролируемые и регулируемые параметры технологических процессов. Методы контроля производства: ручные, автоматические, дистанционные. Приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, влажности.

Вакууметрические приборы. Методы и оборудование для оценки герметичности вакуумных установок и отыскания течей. Принцип их действия, основные характеристики и схемы. Методы и оборудование для испытаний изделий электронной и вакуумной техники (10 ч.).

Тема 10. Основные, вспомогательные и конструкционные материалы в электронной и вакуумной технике.

производств. Классификация материалов химического машиностроения и вакуумной техники. Основные виды и характеристики конструкционных материалов для оборудования электронной промышленности: металлы, стекла, керамика, композиты, газо- и влагопоглотители. Особенности эксплуатации и требования к материалам для вакуумной техники Защитные покрытия, их виды и методы получения. Экономическая эффективность от применения защитных покрытий (6 ч.).

Тема 11. Основные принципы проектирования химико-технологических процессов и оборудования.

характеристики. Гомогенные и гетерогенные процессы. Виды гетерогенных процессов. Гетерогенные процессы в системе газ - твердое тело.

Движение газа через слой сыпучего материала: порозность слоя, перепад давления в слое, гранулометрические характеристики слоя, стационарный и псевдоожиженный слой сыпучего материала.

Хемосорбция и физическая адсорбция. Макрокинетики физикохимических процессов в системе газ - твердое тело Основные требования, предъявляемые к современному оборудованию. Значение стандартизации и унификации узлов и конструкций. Связь конструкций аппаратов с экономическими показателями их эксплуатации.

Разработка технологической схемы производства: химическая, принципиальная и технологическая схемы процесса.

Компьютерное моделирование, масштабирование химикотехнологических процессов и установок. Состав исходных данных при выдаче заданий на проектирование производств и оборудования.

Объемно - планировочное решение производства: характеристика помещений, включаемых в состав производства, основные и вспомогательные производственные помещения, методы компоновки оборудования и помещений. Размещение технологического оборудования.

Организационно - экономические вопросы создания и освоения производства материалов и изделий электронной техники (10 ч.).

Тема 12. Вакуумная гигиена, технология и оборудование газо- и водоподготовки на предприятиях электронной промышленности Чистые комнаты, их классификация, основные контролируемые и регулируемые параметры производственных помещений. Требования к персоналу производственных помещений.

Вопросы газо- и водоподготовки в технологии микроэлектронных устройств: виды используемых газов и их назначение, требования к газам, оборудование для осушки и очистки азота, кислорода, водорода, аргона, воздуха. Требования к воде и оборудование для ее подготовки и контроля; дистиллированная и деионизованная вода (6 ч.).

Тема 13. Технология сборки приборов и повышение надежности изделий электронной техники.

присоединение выводов, защита, герметизация и испытания. Основные операции в технологии биполярных ППП и ИМС, в технологии МОП ППП и ИМС, изоляция элементов ИМС, интеграция элементов ИМС.

Методы, оснастка и оборудование для повышения надежности изделий электронной техники в процессе производства, хранения и эксплуатации: стабилизация газовой среды во внутреннем объеме герметичных изделий, влаго - газопоглощающие материалы и патроны, методы их расчета и проектирования.

Защита материалов и оборудования от коррозии. Методы консервации оборудования, ингибиторы коррозии (8 ч.).

Тема 14. Природоохранительные мероприятия в производстве материалов и изделий электронной техники.

промышленных производств. Классификация промышленных отходов и возможные пути решения экологических проблем. Общие проблемы переработки отходов. Понятие безотходной и малоотходной технологии.

Пути создания безотходных производств, исходные данные для проектирования. Примеры современных замкнутых технологических эффективность безотходных технологий.

Основные виды загрязнений в производстве материалов и изделий электронной техники. Пути повышения чистоты и экологической безопасности процессов на предприятиях электронной промышленности.

Особенности решения экологических проблем на предприятиях электронной промышленности (4 ч.).

Тема 15. Заключение.

Тенденции развития технологии и оборудования в производстве материалов и изделий электронной техники (2 ч.).

Темы практических занятий Темы практических и индивидуальных занятий и их объем в часах представлены в табл.3.

1 Расчет аппаратов кипящего слоя для термохимической обработки сыпучих материалов 3 Расчет и проектирование оборудования для газоподготовки 4 Расчет оснастки и оборудования для повышения надежности приборов в процессе сборки, хранении и эксплуатации 5 Расчет режимов диффузионных процессов в планарной технологии (прямая и обратная задачи) 6 Расчет процессов ионной имплантации (прямая и обратная 7 Расчет коэффициентов катодного распыления материалов 8 Получение тонких пленок термовакуумным испарением (прямая и обратная задачи) 9 Проектирование и расчет трубопроводов вакуумных систем 11 Расчеты нестационарных режимов работы вакуумных представленные в табл.4.

кристаллов из расплавов, из растворов, из газовой фазы, рост кристаллов в твердой фазе. Оборудование для выращивания монокристаллов кремния.

твердотельных лазеров 11 Технология электрооптических и магнитных монокристаллов вакуумной электроники: люминесцентные, теплозащитные и другие экраны, катодноподогревательные узлы, электронные Тематика основных лабораторных работ представлена в таблице 5.

Определение ориентации полупроводниковых кристаллов по фигурам травления.

Определение плотности дислокаций Определение глубины нарушенного слоя на монокристаллах Ионно-плазменные методы получения пленок Получение пленок металлов термическим испарением Эпитаксия кремния в технологии ППП и ИМС.

Диффузионные процессы в технологии ППП и ИМС.

Технология получения резистивных пленок Толстопленочная технология получения люминофоров Химическая нанотехнология получения оксидных пленок Технология получения пленок магнетронным Ионная имплантация в технологии ППП и ИМС.

Фотолиграфические процессы в планарной технологии Технология сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Термические процессы в технологии ППП и ИМС.

Оборудование водоподготовки Оборудование газоподготовки Отыскание течей в вакуумных системах Тематика объем часов для выполнения лабораторных работ могут корректироваться, изменяться и дополняться.

Основная тематика курсовых работ представлена в таблице 6.

1 Полупроводниковые оксиды. Получение, свойства и применение.

2 Газотранспортные реакции и их использование в технологии особо чистых веществ и эпитаксиальных структур.

3 МОС-гидридная технология в производстве эпитаксиальных полупроводниковых структур.

4 Молекулярно-лучевая эпитаксия в развитии полупроводниковых наноструктур и сверхрешеток.

5 Выращивание монокристаллов в электронной технике.

6 Получение нитридов галлия и индия.

7 Карбид кремния, его получение и использование в электронике.

8 Технология и оборудование ионного легирования.

9 Установки и способы диффузионного легирования.

10 Установка катодного распыления, диодные схемы на постоянном токе и высокочастотные 11 Технология и оборудование для химического осаждения пленок из газовой фазы 12 Механическая обработка монокристаллов при получении полупроводниковых пластин 13 Установки ионного легирование полупроводниковых пластин с различным расположением основных узлов 14 Установка молекулярного наслаивания 15 Установки катодного распыления, триодная схема 16 Установка магнетронного распыления 17 Оборудование для получения пленок испарением в вакууме 18 Оборудование для получения фотошаблонов и фотолитографии 19 Установка ионного легирования, конструкция уcкорительной трубки 20 Установка по получению пленок испарением в вакууме, виды и конструкции испарителей.

21 Установка для получения пленок Ленгмюра-Блоджетт.

22 Установка ионной имплантации и основные виды ионизационных источников.

23 Сканарующий туннельный и атомносиловой микроскопы.

24 Чистые комнаты и оборудование газоподготовки.

25 Установка молекулярно-лучевой эпитаксии.

26 Сканирующий зондовый микроскоп.

27 Атомно-силовой микроскоп.

Содержание и этапы выполнения курсового проекта на тему «Разработка технологического процесса изготовления интегральных схем» заключаются в следующем.

Содержание курсового проекта.

4.5.1 Цели выполнения работы.

4.5.1.1 Выбор параметров полупроводникового материала для изготовления интегральных схем.

4.5.1.2 Выбор и обоснование выбора технологических процессов для изготовления интегральных схем.

4.5.1.3 Составление блок-схемы сквозного технологического процесса.

4.5.1.4 Расчет экономических показателей спроектированного производства интегральных схем.

4.5.2 Этапы выполнения работы.

4.5.2.1 Проведение анализа технических условий на полупроводниковые пластины на предмет соответствия качества материала заданным исходным.

Обоснование предлагаемых дополнительных требований на исходный материал.

4.5.2.2 Анализ исходных данных на проект с целью определения основных технологических процессов, необходимых для реализации заданных параметров интегральных схем.

4.5.2.3 Подготовка обеспечения необходимых требований производства в части энергоносителей, основных материалов, реактивов, технологического оборудования.

4.5.2.4 Определение процента выхода годных структур на пластине полупроводника, общего объема выпуска интегральных схем по заданным исходным данным проекта.

4.5.2.5 Составление пояснительной записки по проекту и необходимого графического материала.

4.5.3 Предоставляемые студенту материалы для выполнения курсового проектирования 4.5.3.1 Задание на курсовой проект, включающее вид технологии производства и основной полупроводниковый материал, параметры элементов интегральных схем, требуемая максимальная дефектность при выполнении процессов, исходные экономические требования.

4.5.3.2 Карта заказа на полупроводниковый материал по 19 параметрам 4.5.3.3 Выписка из международного стандарта на спецификацию полупроводниковых пластин.

"МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ"

Лекции 1-2. Основы магнетохимии.

магнитному полю. Диамагнетизм. Парамагнетизм. Закон Кюри-Вейсса.

Спиновый и орбитальный магнитные моменты. Термы. Орбитальное вырождение. Чисто спиновое значение магнитного момента.

Парамагнетизм соединений d-элементов. Парамагнетизм соединений fэлементов. Обменное магнитное взаимодействие. Модель ГейзенбергаДирака-Ван-Флека. Магнитная восприимчивость димера. Механизмы обмена. Типы обмена. Обменные кластеры, примеры. Дальний порядок спинов. Ферро- и антиферромагнетики, температурные зависимости магнитной восприимчивости.

Лекции 3-4. Ферромагнетики и сверхпроводники.

Способы упорядочения магнитных моментов в веществе. Спонтанная намагниченность. Представления теории молекулярного поля. Магнитный момент в ферро- и ферримагнетиках. Магнитокристаллическая анизотропия.

Магнитоупругое взаимодействие. Магнитостатическая энергия, размагничивающий фактор. Доменная структура, границы доменов.

Суперпарамагнетизм. Магнетосопротивление. Кривая намагниченности для ферромагнетика. Температурные зависимости намагниченности и восприимчивости.

Основные виды магнитных материалов. Эффект Мейсснера. Длина когерентности. Лондоновская глубина проникновения магнитного поля.

Сверхпроводники 1 и 2 рода. Критические магнитные поля. Вихри Абрикосова, пиннинг, критический ток. Кривая намагниченности. Модель Бина. Фазовая диаграмма H-T, поле необратимости. Измерение магнитных свойств сверхпроводников. Зернистый сверхпроводник, слабые связи, кривая намагниченности. Комплексная магнитная восприимчивость сверхпроводников. Методы определения критического тока.

Лекции 5-6. Основные типы магнитных наноматериалов и особенности их магнитных свойств.

Влияние размера частицы на магнитные свойства ферромагнетиков.

Основные параметры, зависящие от размерного фактора. Изменение коэрцитивной силы с уменьшением размера магнитной частицы. Переход в суперпарамагнитное состояние. Температура блокировки. Оценка размера наночастицы из данных по магнитной восприимчивости. Магнитные свойства анизотропных наночастиц. Устройства записи, хранения и преобразования информации на основе ферромагнетиков. Материалы с колоссальным магнетосопротивлением. Новые магнитоактивные композиты и материалы для магнитной записи. Магнитные сенсоры. Магнитооптические устройства. Устройства спинтроники. Магнитокалорические материалы, особенности кристаллической структуры, методов получения и пути практического использования. Магнитные жидкости. Низкоразмерные магнитные структуры.

Лекция 7. Магнитотвердые и магнитомягкие материалы.

Основные типы магнитотвердых и магнитомягких материалов, и их дисперсные состояния, сравнительные характеристики, способы получения, взаимосвязи состав – структура – свойства.

Лекция 8. Наноматериалы для магнитной записи.

Современные наноматериалы, используемые в носителях информации вычислительной техники. Эволюция подходов и современные возможности повышения плотности магнитной записи.

Лекции 9-10. Новые области применения магнитных наноматериалов.

наноэлектронике, фотонике. Нанострукутрированные ВТСП-материалы и нанофлуктуации состава, играющие роль эффективных центров пиннинга.

Перспективные подходы к созданию новых магнитных носителей информации. Достижения и перспективы использования наноматериалов в области биологии и медицины.

Лекции 11-12. Методы исследования магнитных наноматериалов.

Методы измерения магнитной восприимчивости: метод Гуи, весы Фарадея, вибромагнетометр, СКВИД-магнетометр, индуктивные измерения, принципы измерений, стандарты, обработка данных измерений.

Мессбауэровская спектроскопия: теоретические основы метода, принципы устройства приборов, обработка и интерпретация данных измерений.

4.3. Перечень тем практических занятий параметров параметров из данных измерений 4.4. Перечень тем семинарских занятий Основные типы и особенности магнитных наноматериалов.

“КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ

Современное состояние теоретических подходов к моделированию Лекция 1. Возможности нанонауки и нанотехнологий: теоретический аспект.

Цели моделирования. Физико-химические модели структуры нанообъектов.

супрамолекулярных систем, кластеров, полимеров, кристаллов, наноструктур. Использование структурных, спектроскопических и термодинамических данных для построения начальных моделей.

Межчастичное взаимодействие. Парные и трехчастичные потенциалы.

Лекция 2. Силовые поля и их параметры. Энергия: растяжения связи, угловой деформации, кручения. Алгоритмы молекулярной механики.

Параметризация классических силовых полей. Компьютерная реализация моделирования молекул, супрамолекулярных систем, кластеров, полимеров и наноструктур методами молекулярной механики. Практические приложения и ограничения методов.

Неэмпирические методы расчета строения и свойств молекул и Лекция 3. Свойства электронной волновой функции. Приближение БорнаОппенгеймера. Методы Хартри-Фока и Кона-Шэма.

Лекция 4. Электронная корреляция и методы. Метод конфигурационного взаимодействия. Теория возмущений. Метод связанных кластеров.

Лекция 5. Иерархия методов квантовой химии. Базисные функции для неэмпирических расчетов. Номенклатура базисных наборов. Роль базисных функций в описании свойств наносистем. Точность неэмпирических квантово-химических расчетов. Компьютерная реализация неэмпирического моделирования наносистем.

Лекция 6. Методы, основанные на пренебрежении дифференциальным перекрыванием.

Лекция 7. Методы, использующие -электронное приближение. Точность полуэмпирических квантово-химических расчетов. Полуэмпирические методы для расчета наносистем. Компьютерная реализация полуэмпирического моделирования наносистем.

Методы молекулярной динамики в моделировании нанообъектов.

Лекция 8. Методы молекулярной динамики и статической релаксации.

Алгоритмы расчетов. Стандартные программы и их характеристики.

Описание валентных взаимодействий в наносистемах.

Лекция 9. Орбитальная картина химической связи. Конструктивная и деструктивная интерференция орбиталей. Молекулярные орбитали и их характеристики. Анализ заселенностей атомных орбиталей.

Лекция 10. Пространственное распределение электронной плотности.

Деформационная электронная плотность. Квантово-топологическая теория химической связи.

Лекция 11. Электростатический и энергетический аспекты описания химической связи. Теорема Гельмана-Фейнмана. Теорема вириала.

Локализация и гибридизация орбиталей. Модели электронной локализации и их орбитальное и квантово-топологическое обоснование.

Моделирование нековалентных взаимодействий в супрамолекулярных системах и наноструктурах. Модели образования наноструктур.

Лекция 12. Потенциалы атомных и молекулярных взаимодействий.

Водородная связь. Ван-дер-ваальсово взаимодействие. Понятие о супрамолекулярной химии. Иерархия построения супрамолекулярных систем.

Стандартные методы моделирования физических, химических и биологических процессов в наносистемах.

Лекция 13. Квантово-химическое описание химических реакций.

Поверхность потенциальной энергии химической реакции. Методы описания химических реакций.

Лекция 14. Индексы реакционной способности. Электростатический потенциал. Взаимодействие атомов и молекул с поверхностью.

Моделирование периодических атомных и молекулярных сиcтем.

Лекция 15.Одноэлектронные волновые функции периодических структур и методы их расчета. Приближение локальной плотности. Уровень Ферми.

Плотность состояний. Зонная структура и свойства твердых тел. Кластерное приближение. Электронное строение периодических наноструктур.

Моделирование структуры биологических систем Лекция 16. Взаимодействия хозяин-гость (субстрат-рецептор). Молекулярное распознавание. Активные фрагменты и их роль при создании наноразмерных биоструктур. Теоретическое конструирование макромолекул.

Компьютерная реализация моделирования наносистем. Использование структурных, спектральных и термодинамических баз данных для Лекция 17. Подготовка данных, расчет и интерпретация результатов неэмпирических и полуэмпирических расчетов. Программы неэмпирических и полуэмпирических квантово-химических расчетов.

Кембриджская база структурных данных: базы ИВТАН-термо и Fact.

Принципы поиска и обработки структурных данных. Визуализация внутри- и межмолекулярных контактов.