Електроніка нанорозмірних структур
Спеціальність: Електроніка
Код дисципліни: 7.171.03.E.019
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Електронна інженерія
Лектор:
Д.т.н., проф. Яремчук Ірина Ярославівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Фахові компетентності професійного спрямування:
ФКС1.2. Здатність до вирішення задач оптимізації та оновлення електронних засобів автоматизації, збору, оброблення, передавання, збереження та відображення інформації.
ФКС1.3. Здатність до розрахунку та проектування структур і пристроїв електронної техніки.
ФКС2.2. Вміти обробляти біомедичну інформацію, створювати та експлуатувати медичні бази даних, експертні, моніторні системи.
ФКС2.4. Здатність використовувати методи тестування медичних приладів і систем, розрахунків основних вузлів електронних і мікропроцесорних систем медичного призначення.
Результати навчання: Р15.2. Вміти використовувати системи автоматизованого проектування для розробки біомедичних приладів та систем.
Р15.3. Здійснювати техніко-економічне обґрунтування виробництва медичної техніки та матеріалів медичного призначення, розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та керування медичним обладнанням.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередня навчальна дисципліна - "Проектування електронних приладів та систем".
Супутня навчальна дисципліна - "Мікросхемотехінка".
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна "Електроніка нанорозмірних структур" є ключовою для розуміння та використання сучасних технологій в області електроніки. Цей курс пропонує вивчення основних принципів, методів та застосувань нанотехнологій у створенні електронних компонентів та пристроїв. Студенти отримають знання про властивості наноматеріалів, таких як квантові точки, нанотрубки та нанодроти, а також про їхній вплив на функціональність та продуктивність електронних систем. Крім того, курс охоплює сучасні методи виготовлення наноструктур, такі як літографія та самоорганізація, а також методи характеризації та вимірювання їхніх властивостей. Завдяки цьому курсу студенти зможуть розвинути навички проектування, аналізу та вирішення проблем у сфері електронних систем на основі нанотехнологій, що відкриває широкі можливості для інновацій у таких областях, як комп'ютерна техніка, фотоніка, сенсорика та медицина.
Опис: Наноматеріали та їх властивості. Мікро- і наноструктури.
Просторові масштаби об’єктів сучасних електронних і живих систем. Інформаційна еволюція. Тенденції розвитку напівпровідникових електронних приладів. Сучасний стан та перспективи. Закон Мура.
Властивості індивідуальних наночастинок. Квантово-розмірні ефекти. Металічні нанокластери. Магічні числа. Геометрична структура. Електронна структура. Реакційна здатність. Перехід від макро- до нано-. Напівпровідникові наночастинки. Оптичні властивості. Фотофрагментація. Компоненти напівпровідникових приладів. Р-п переходи, область збіднення, вольт-амперні характеристики, пробій переходу, перехідні характеристики і шуми, гетеропереходи, контакти метал-напівпровідник, формування бар’єру, процеси переносу носіїв, виміри висоти бар’єру, приладні структури, омічні контакти, ємність метал-діелектрик-напівпровідник, ідеальна МДН структура, кремнієва МОН структура. Основні напівпровідникові прилади. Основні напівпровідникові технології.
Фізичні явища в наноструктурах, що протікають під дією електричного поля
Транспортні явища в напівпровідникових структурах.
Тунелювання через квантово-розмірні структури. Структури нанокристалічної пам’яті. Активні високочастотні діоди.
Високошвидкісні фотонні прилади. Гетероструктури з Ge/Si квантовими точками. Тенденції створення нанотранзистора.
Оптичні та квантові комп’ютери.
Методи та критерії оцінювання: Поточний та заліковий контроль. Методи оцінювання знань: вибіркове усне опитування; тести, оцінка активності, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень тощо. Залік – письмове опитування.
Критерії оцінювання результатів навчання: Розподіл балів у 100-бальній шкалі.
Поточний контроль:
практичні заняття – 40 балів;
контрольна робота – 60 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Наноматеріали, нанотехнології, нанопристрої /Боровий М.О., Куницький Ю.А., Каленик О.О., Овсієнко І.В., Цареградська Т.Л. – Київ: «Інтерсервіс», 2015. – 350 с.
2. Готра З. Ю. Субмікронні та нанорозмірні структури наноелектроніки. Підручник / З. Ю. Готра, І. І. Григорак, Б. А. Лукіянець, В. П. Махній, С. В. Павлов, Л. Ф. Політанський, Ежи Потенські. Чернівці : Видавництво та друкарня «Технологічний центр». 2014. – 839 с.
3. Прохоров Е.Д. Твердотільна електроніка. – Підручник, Харківський нац. ун-т ім. В.Н. Каразіна, 2007, 542 С.
4. Лозовський В.З., Третяк О.В. Фізика напівпровідників. – Підручник, Київський націон. ун-т ім. Т. Шевченка, 2008, 337 С.
5. F. J. Duarte. Ultrafast All-Optical Signal Processing Devices. – Wiley. 2008. 258 P.
6. Kurt Engesser, Dov M. Gabbay, Daniel Lehmann. Handbook of Quantum Logic and Quantum Structures. -2008. 726 P.
7. S. Gupta Optoelectronic Devices and Systems. – Phi Learning Pvt Ltd. -New-Delphi, 2005, 636 P.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).