Поиск в базе сайта:
Рабочая программа модуля (дисциплины) Основы анализа поверхности твердых тел и тонких пленок icon

Рабочая программа модуля (дисциплины) Основы анализа поверхности твердых тел и тонких пленок




Скачать 204.9 Kb.
НазваниеРабочая программа модуля (дисциплины) Основы анализа поверхности твердых тел и тонких пленок
Дата конвертации19.03.2013
Вес204.9 Kb.
КатегорияРабочая программа

УТВЕРЖДАЮ

Директор института

___________(Кривобоков В.П.)

«___»_____________201___ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)

Основы анализа поверхности твердых тел и тонких пленок

НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП ______________________011200 Физика _________________________

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА) _______

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) __ бакалавр ______________________

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА ___2010_____ г.

КУРС___4____ СЕМЕСТР ____8____

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ __5____

ПРЕРЕКВИЗИТЫ Общая физика, Математика, Введение в физику твердого тела__

КОРЕКВИЗИТЫ _Взаимодействие частиц и излучений с веществом, Экспериментальные методы в исследовании конденсированного состояния__

^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

___Лекции_______________45 час.

___Лабораторные занятия__15 час.

___Практические (семинарские) занятия_ 15 час.

___Курсовая работа___________________ _15 час.

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ __90___ час.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА _90___ час.

ИТОГО _180_ час.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ______очная____________


ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ _ тесты, контрольные_____

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ_Каф. ОФ______________


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_____________(Чернов И.П.)

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП _______________ (Чернов И.П.)

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ______________ (Никитенков Н.Н.)

201__г.


  1. ^ Цели освоения модуля (дисциплины)

Ц1: подготовка бакалавра к разработке проектов научных исследований в области профессиональной деятельности, к проведению экономического расчета, маркетингового прогнозирования и менеджмента разработанного проекта, к выявлению экологически чистых научных исследований и энергосберегающих производств в профессиональной сфере.

Ц2: подготовка бакалавра к получению новой информации, к работе с пакетами готовых программ, моделированию физических явлений, к работе в междисциплинарных областях научных исследований.

Ц3: подготовка выпускника к работе в интернациональной команде, организации творческого коллектива и его работы над проектом научных исследований, в том числе за рубежом.

Ц4: подготовка бакалавра, способного представить, обосновать и отстаивать результаты собственных исследований и выводов, осознавать ответственность за принятие профессиональных решений.


^ 2. Место дисциплины) в структуре ООП

Дисциплина относится к разделу ООП Б3 – Профессиональный цикл, Б3 В – Вариативная часть.

Дисциплины взаимосвязана с математическим и естественнонаучным циклами поскольку ее преподавание опирается на знания, полученные студентами при изучении этих циклов. Связь с профессиональным циклом определяется совпадением многих понятий и терминологии, осваиваемых студентами в профессиональном и естественнонаучном циклах. Уровень подготовки («входные» знания, умения, опыт и компетенции), необходимые для успешного освоения дисциплины должен соответствовать усвоению студентами предшествующих предметов естественнонаучного цикла (пререквизитов) с оценками не ниже «хорошо» и «отлично».

^ Пререквизиты дисциплины: «Общая физика», «Математика», «Введение в физику твердого тела».

Кореквизиты дисциплины: «Взаимодействие излучения и плазмы с веществом», «Экспериментальные методы в исследовании конденсированного состояния», «Дифракционные, спектроскопические и зондовые методы исследования наноматериалов», «Вакуумное оборудование плазменных и ускорительных систем», «Электрофизические и плазменные установки».


^ 3. Результаты освоения дисциплины

Код

резуль-тата

Результат обучения

(компетенции выпускника)

Требования ФГОС,
критериев и/или
заинтересованных сторон

^ Общекультурные компетенции

Р1 (ОК-1)

Способен самостоятельно приобретать новые знания, использовать современные информационные для расширения знаний в области изотопного, химического и структурного анализа поверхности.

Требования ФГОС (ОК-1, ОК-2, ОК-7, ОК-8, ОК-11, ОК-19) [2],

Критерий 5 АИОР (п. 1.1, 2.6), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

Р2 (ОК-2)

Способен к поиску, обработке и интерпретации с использованием современных информационных технологий данных, необходимых для формирования суждений о эффективном решении задач исследования поверхности как в коллективе, так и индивидуально (на родном и иностранном языке).

Требования ФГОС (ОК-3, ОК-4, ОК_8, ОК-14, ОК-15, ПК-10, ПК-12, ПК-13,),

Критерий 5 АИОР (пп. 2.1, 2.2, 2.3), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

Р3 (ОК-3)

Способен критически переосмысливать свой профессиональный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности, следовать этическим и правовым нормам и нести ответственность за последствия своей научной деятельности.

Требования ФГОС (ОК-5, ОК-6, ОК-7, ОК-9, ОК-10, ПК-5, ПК-18), Критерий 5 АИОР (пп. 2.4, 2.5), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

^ Профессиональные компетенции

Р4 (ПК-1)

Способен к овладению и применению базовых знаний в области естественных наук и математики для решения задач, связанных с анализом поверхности

Требования ФГОС

(ОК-1, ОК-10, ОК-11, ПК-1, ПК-2), Критерий 5 АИОР (п. 1.1), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

Р5 (ПК-2)

Способен применить в проектах по тематике, заданной заинтересованными организациями, экспериментальные методы исследования конденсированного состояния вещества, методы анализа поверхности твердых тел и тонких пленок

Требования ФГОС (ОК-12, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-14) , Критерий 5 АИОР (п. 1.1, 1.4, 2.2, 2.6), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEAN

I

Р6 (ПК-3)

Способен применить в проектах по тематике, заданной заинтересованными организациями, современную электронику в аналитических высоковакуумных установках, а также учесть взаимодействие излучения и плазмы с веществом, современные достижения водородной энергетики и плазменных технологий.

Требования ФГОС

(ОК-10, ОК-11, ПК-1, ПК-2), Критерий 5 АИОР (п. 1.1), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

Р7 (ПК-4)

Способен применить в проектах по тематике, заданной заинтересованными организациями, базовые естественнонаучные и математические знания при получении и исследовании наноструктур

Требования ФГОС (ОК-12, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-14) , Критерий 5 АИОР (п. 1.1, 1.4, 2.2, 2.6), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEAN

I

Р8 (ПК-5)

Способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, к применению на практике полученных знаний при обработке, анализе и синтезе полученных физических данных в соответствии с профилем профессиональной деятельности

Требования ФГОС

(ОК-12, ОК-16, ОК-21. ПК-1, ПК-2, , ПК-5, ПК-6, ПК-7), Критерий 5 АИОР (п. 1.1), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

Р9 (ПК-6)

Способен понимать и использовать на практике теоретические основы планирования и организации физических исследований, представлять результаты и применять на практике методы управления в сфере природопользования

Требования ФГОС (ОК-12, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-9, ПК-14) , Критерий 5 АИОР (п. 1.1, 1.4, 2.2, 2.6), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI

Р10 (ПК-7)

Способен формировать суждения о значении и последствиях своей профессиональной деятельности с учетом социальных, правовых, этических и природоохранных аспектов, при необходимости применить ресурсо- и энергосберегающие технологии

Требования ФГОС

(ОК-10, ОК-11, ПК-1, ПК-2, ПК-7, ПК-9),

Критерий 5 АИОР (п. 1.1), согласованный с требованиями международных стандартов EUR-ACE и FEANI



^ 4. Структура и содержание модуля (дисциплины)

4.1 Содержание разделов дисциплины:

1. Введение. Цели и задачи курса. Терминология. Классификации.

2. Физические явления, лежащие в основе методов диагностики поверхности. Ионная эмиссия. Электронная эмиссия.

3.Строение поверхности. Кристаллическая структура поверхности. Электронная структура поверхности.

4.Теоретические основы методов электронной спектроскопии.

5.Теоретические основы методов ионной спектроскопии.

6.Основные экспериментальные особенности и узлы сверхвысоковакуумных аналитических установок.


4.2 Структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности.

Таблица 1.

Структура модуля (дисциплины)

по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Колл,

Контр.Р.

Итого

Лекции

Практ./сем.

Занятия

Лаб. зан.

1.Введение. Цели и задачи курса. Терминология. Классификации.

2

1

+1 КР




1

1

5

^ 2. Физические явления, лежащие в основе методов диагностики поверхности.

2.1. Ионно-ионная или вторичная ионная эмиссия. Термо-ион-ная эмиссия.

2.2. Полевая ионная эмиссия. Фото-ионная или радиационно-стимулированная ионная эмиссия.

2.3. Электронно-ионная эмиссия. Электронно-электронная или вторичная электронная эмиссия.

2.4. Термо-электрон-ная эмиссия. Ионно-электронная эмиссия.

2.5. Полевая электронная эмиссия. Фото-электронная эмиссия.



2


2


2


2


2



2

+2 КР


2

+2 КР



2


2



2


2


4


2




1


1


8


4


6


6


8


^ 3. Строение поверхности.

3.1.Кристаллическая структура поверхности.

3.2.Электронная структура поверхности.



2


2

2

+2 КР

2



2


4

1

7


4


4

^ 4. Теоретические основы методов электронной спектроскопии.

4.1. Глубина выхода электронов и исследу-емый объем вещества.

4.2. Процессы и эффекты при взаимодействии электронов с веществом. Плазмоны.

4.3. Сечения процессов и пробеги электронов в твердых телах. Теория и эксперимент



2


2


2



2

+2 КР


2

+ 2КР

2



2


2


2

1

3


8


4


8

^ 5.Теоретические основы методов ионной спектроскопии.

5.1. Элементы теории ионного распыления поверхности. Классификация механизмов распыления.

5.2. Концепции линейных каскадов и тепловых пиков.

5.3. Классификация механизмов формирования вторичных ионов при распылении. 5.4. Взаимодействия и электронные процессы в системе атом–поверхность.

5.5. Модели ионообразования (отрывные, разрыва связей, плазмонная)



2


4


2


2


3


2

+2 КР



2



2


4


2


2


2

1

6


4


8


4


4


7

^ 6. Основные экспериментальные особенности и узлы сверхвысоковакуумных аналитических установок.

6.1. Сверхвысокий вакуум и чистота поверхности.

6.2. Электронная и ионная оптика.

6.3. Источники воздействия на образец.

6.4. Анализаторы. Энергетические. Массовые. Угловые.

6.5. Детекторы отклика поверхности (частиц и излучений).



2


2


2


2


2

2

+2 КР

2


2


1



2


2


2


2


2

1

7


6


4


4


4


5

Итого:

45

30

15

45

6




Самостоятельная работа над курсовым проектом - 39




ВСЕГО:

Аудиторная - 90

Самостоятельная -90



^ 5. Образовательные технологии

Приводится описание образовательных технологий, обеспечивающих достижение планируемых результатов освоения модуля (дисциплины).

Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (см. табл 2). Перечень методов обучения и форм организации обучения может быть расширен.

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)

ФОО


Методы

Лекц.

Лаб. раб.

Пр. зан./

Сем.,

Тр*., Мк**

СРС

К. пр.

IT-методы

+

+







+

+

Работа в команде




+




+

+

+

Case-study



















Игра

+




+




+




Методы проблемного обучения.




+




+




+

Обучение

на основе опыта

+

+

+

+




+

Опережающая самостоятельная работа













+

+

Проектный метод










+

+

+

Поисковый метод










+

+

+

Исследовательский метод













+

+

Другие методы



















* - Тренинг, ** - Мастер-класс


^ 6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов


Приводится характеристика всех видов и форм самостоятельной работы студентов, включая текущую и творческую/исследовательскую деятельность студентов:

6.1 ^ Текущая СРС:

- работа с лекционным материалом,

- поиск и обзор литературы и электронных источников для курсовой работы,

- подготовке отчетов по индивидуально заданной проблеме курса,

- выполнение домашних заданий, домашних контрольных работ,

- опережающая самостоятельная работа в рамках курсовой работы,

- перевод текстов с иностранных языков,

- изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку,

- подготовка к лабораторным работам;

- подготовка к практическим и семинарским занятиям;

- подготовка к коллоквиуму, зачету, экзамену.

6.2 ^ Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР):

- поиск, анализ, структурирование и презентация информации по курсовой работе,

- выполнение расчетно-графических работ для отчета по курсовой работе;

- выполнение курсовой работы,

- анализ научных публикаций по теме курсовой работы;

- анализ статистических и фактических материалов по теме курсовой работы, проведение расчетов, составление схем.


^ 6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

В разделе приводится развёрнутая характеристика тематического содержания самостоятельной работы:

  1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований: совершенствование методов исследования поверхности твердых тел. Направления соответствуют названиям разделов дисциплины.

2. Темы курсовых проектов/работ:

– Полевая ионная эмиссия и полевой ионный микроскоп.

– Полевая электронная эмиссия и полевой электронный микроскоп.

– Вторичная ионная эмиссия и вторичная ионная масс-спектрометрия.

– Рассеяние ионов низких энергий и спектроскопия.

– Вторичная электронная эмиссия и электронная оже-спектроскопия.

– Фотоэлектронная эмиссия и ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия.

– Фотоэлектронная эмиссия и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

– Высоковакуумные узлы аналитических установок для диагностики поверхности.

– Резерфордовское обратное рассеяние в элементном и структурном анализе поверхности.

– Ионно-электронная эмиссия и ионно-нейтрализационная спектроскопия.

– Дифракция электронов низких энергий в исследованиях структуры поверхности.
– Термо-ионная эмиссия и термодесорционная спектроскопия.

3. Темы индивидуальных заданий,

– Описание механизмов эмиссионных процессов с помощью энергетических диаграмм.

– Расшифровка спектров масс вторичных ионов.

– Расшифровка спектров Оже-электронов.

– Расшифровка спектров рентгеновских фотоэлектронов.


^ 6.3 Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль, организованные:

  1. как самотестирование и тестирование в среде web_CT в рамках курса "Изотопный, химический и структурный анализ поверхности методами атомной физики", так и тестирования в рамках коллоквиумов;

  2. Отчеты по индивидуальным заданиям;

  3. Отчеты по этапам курсовой работы.


^ 6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Intranet-ресурс по адресу:

http://e-le.lcg.tpu.ru/webct/public/home.pl

http://master.isc.tpu.ru:8900/webct/public/home.pl

Учебники, учебные пособия, монографии:

  1. Никитенков Н.Н. Изотопный, химический и структурный анализ поверхности методами атомной физики. Томск: ТПУ, 2002, 198 с.

  2. Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. Москва: Наука, 2006,490 с.

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

  4. Нефедов В.И., Черепин В.Т.. Физические методы исследования поверхности твердых тел. – М.: Наука, 1983.

  5. Фелдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. – М.: Мир,1989.

  6. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов. – Киев: Наукова думка, 1982.



^ 7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля (дисциплины)

1. Тесты в среде web_CT.

2. Тесты в машинописном варианте отличные от web_CT.

3. Индивидуальные задания по темам:

– Описание механизмов эмиссионных процессов с помощью энергетических диаграмм.

– Расшифровка спектров масс вторичных ионов.

– Расшифровка спектров Оже-электронов.

– Расшифровка спектров рентгеновских фотоэлектронов.

4. Банк задач для семинарских занятий по темам:

– Расчет эмиссионных параметров.

– Поевая электронная эмиссия и фотоэлектронная эмиссия.

– Индексы Миллера и индексы Вейса.

– Плазмоны.

– Пробеги электронов в металлах и глубина выхода электронов.

– Расчет коэффициентов ионного распыления.

– Расчет вероятности ионизации вторичных ионов.

– Расчеты ваккумных систем и электронной оптики.

  1. ^ Рейтинг качества освоения модуля (дисциплины)

Содержится в отдельном файле формата EXCEL


  1. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)

Обучение ведется по учебному пособию

Никитенков Н.Н. Изотопный, химический и структурный анализ поверхности методами атомной физики. Томск: ТПУ, 2002, 198 с.

Размещенному в среде web_CT:

http://e-le.lcg.tpu.ru/webct/public/home.pl

http://master.isc.tpu.ru:8900/webct/public/home.pl

Дополнительная литература:

  1. Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. Москва: Наука, 2006,490 с.

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

  3. Нефедов В.И., Черепин В.Т.. Физические методы исследования поверхности твердых тел. – М.: Наука, 1983.

  4. Фелдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. – М.: Мир,1989.

  5. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов. – Киев: Наукова думка, 1982.

^ 10. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)

– Установка вторичной ионной масс-спектрометрии МС-7201М лаборатории физики конденсированного состояния каф. ОФ ауд. 204, 3 корпус ТПУ.

– Установка термо- и радиационностимулированной десорбции лаборатории физики конденсированного состояния каф. ОФ, ауд. 204, 3 корпус ТПУ.

– Установки физического практикума каф. ОФ, ауд. 103, 3 корпус ТПУ.


Указывается материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины): технические средства, лабораторное оборудование и др.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки _____________________________________________________________.


Программа одобрена на заседании

________________________________

__________________________________________________________


(протокол № ____ от «___» _______ 20___ г.).


Автор _____________Никитенков Н.Н.

Рецензент(ы) __________________________

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией