Курс 2,3; Семестр 5; Экзамен 5 сем; Зачет 5 сем; Всего часов по дисциплине: 252 Аудиторные занятия: 133 час icon

Курс 2,3; Семестр 5; Экзамен 5 сем; Зачет 5 сем; Всего часов по дисциплине: 252 Аудиторные занятия: 133 час


Смотрите также:
Экзамен: 8 9 сем зачет: самостоятельная работа: 45 ч. (7 сем.); 45 ч. (8 сем...
Рабочая программа по дисциплине: опд. Ф. 13. Финансовый менеджмент...
Курс 3 Семестр 2 Лекции (часов) 32 Сем занятия (часов) 32 Всего часов: 64 Экзамен (семестр) 2...
Экзамен: 7 сем. 8 сем зачет: самостоятельная работа: 34 ч. 34 ч. Всего часов: 70 ч. 70 ч. Елец...
Задача курса заключается в том...
Курс 5 Семестр 1 Лекции (часов) 26 Сем занятия (часов) 26 Всего часов: 52 Экзамен (семестр) 1...
Экзамен: 6 сем. 7 сем зачет: самостоятельная работа: 34 ч. 34 ч. Всего часов: 68 ч. 70 ч. Елец...
Экзамен 4 семестр Экзамен 4/6 семестр Зачет 1-3 семестры Зачет 1-3 /5 семестры Всего часов: 340...
Программа курса лекций (2 курс, 3 сем., 36 ч....
Экзамен: 1 сем зачет: самостоятельная работа: 40 ч. Всего часов: 76 ч. Елец...
Экзамен: 1 сем зачет: самостоятельная работа: 45 ч. Всего часов: 99 ч. Елец...
Экзамен: 3 сем зачет: самостоятельная работа: 45 ч. Всего часов: 97 ч. Елец...



Загрузка...
скачать
Р А Б О Ч А Я У Ч Е Б Н А Я П Р О Г Р А М М А

По дисциплине "ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА"

Составитель: д.х.н., профессор В.В.Рыбкин


Курс 2,3; Семестр 5; Экзамен 5 сем; Зачет 5 сем;

Всего часов по дисциплине: 252

Аудиторные занятия: 133 час.

Лекции - 57 час.

Практические занятия - 76 час.

Лабораторные занятия - не планируются.

Самостоятельная работа - 119 час

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Цели и задачи дисциплины. Ее место в учебном процессе. Предметом изучения дисциплины являются твердые поли- и монокристаллические вещества и их основные физические свойства, определяемые их структурой. В системе подготовки специалиста по направлению "Электроника и микроэлектроника" данная дисциплина является одной из фундаментальных, поскольку на свойствах твердых тел базируется как разработка новых типов изделий, так и технология их изготовления.

Студенты должны изучить основные свойства твердых тел: геометрическую структуру и элементы симметрии (идеальные кристаллы); законы движения частиц решетки и распространение волн в ней; поведение носителей зарядов и свойства ими определяемые (электропроводность, теплопроводность, и т.д.); диэлектрические и магнитные свойства и факторы их обуславливающие; закономерности взаимодействия света с твердыми телами.

Рассмотрение теоретических вопросов должно быть закреплено практическими навыками расчета и оценок различных параметров и характеристик твердых тел.

Данная дисциплина требует для своего изучения знание общего курса физики (разделы: основы механики, квантовая физика, статистическая физика и термодинамика) и математики (разделы: алгебра, аналитическая геометрия, анализ, вероятность и статистика).

Физика твердого тела является основой последующих курсов, таких как, физическая химия твердого тела, материалы и элементы электронной техники и др.

1.2. Требования по дисциплине.

Студент должен: иметь представление о:

- структуре твердых кристаллических тел, методах ее исследования и описания и следствиях, вытекающих из симметрии;

- механизмах дефектообразования и влиянии дефектов на электрофизические свойства твердых тел;

- поведении носителей зарядов и законах их описывающих;

- диэлектрических, сегнетоэлектрических диа и парамагнитных свойствах твердых тел;

- взаимодействии излучения с веществом и эффектах, связанных с этим взаимодействием;

знать и уметь использовать:

- основные закономерности, описывающие аспекты физических свойств твердых тел с целью трактовки разнообразных явлений, характеризующих проявление этих свойств в конкретных ситуациях;

иметь опыт (владеть):

- расчетов и оценок электрофизических параметров твердых тел;

- работы с литературой, содержащей необходимые сведения для анализа тех или иных явлений.

^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (УЧЕБНЫЕ МОДУЛИ)

2.1. Модуль 1. Структура и симметрия твердых тел.

2.1.1. Лекционный материал: 8 часов.

Строение кристаллических твердых тел; методы представления и описания кристаллических структур; группы симметрии; точечные группы; простые формы; элементы симметрии кристаллических решеток; Элементы симметрии (точечная, трансляционная). Кристаллические классы. Сингонии и решетки Бравэ. Кристаллографические обозначения. Обратная решетка. Анизотропия и симметрия физических свойств, тензорное описание.

2.1.2. Практические занятия. 12 часов.

- методы описания кристаллических структур;

- группы и элементы симметрии;

- сингонии и решетки Браве;

- анизотропия и симметрия физических свойств;

2.1.3. Самостоятельная работа. 18 часов.

Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий по материалу модуля, подготовка к промежуточному экзамену.

2.2. Модуль 2. Несовершенства в кристаллах.

2.2.1. Лекционный материал. 10 часов.

Классическая и квантовая теории колебаний решетки; упругие свойства кристаллов Частотный спектр. Тепловые колебания, фононы, тепловая энергия, термодинамические функции твердых тел. Термодинамика образования точечных дефектов.

2.2.2. Практические занятия. 12 часов.

- колебания частиц кристаллической решетки;

- тепловые колебания, фононы;

- термодинамические функции твердых тел;

- термодинамика дефектов кристаллической решетки.

2.2.3. Самостоятельная работа. 20 часов.

Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий по материалу модуля, подготовка к промежуточному экзамену.

2.3. Модуль 3. Квантовая механика электронов в твердых телах.

2.3.1. Лекционный материал. 10 часов.

Электронные состояния в идеальном кристалле. Модель свободных электронов. Уравнение Шредингера, волновые функции, уровни энергии и их заполнение, уровень Ферми при 0 К, функция распределения энергетических состояний по энергии, вероятность заполнения энергетических уровней (функция распределения Ферми-Дирака), функция распределения электронов по энергиям. Зонная теория твердых тел. Распределение электронов по зонам. Проводники, полупроводники, диэлектрики. Эффективная масса электрона. Дырки. Влияние дефектов на зонную структуру полупроводников.

2.3.2. Практические занятия. 14 часов.

- электронные состояния в идеальном кристалле;

- уровни энергии и вероятности их заполнения;

- уровень Ферми, расчеты энергии уровня Ферми;

- зонная теория твердых тел, проводники, полупроводники, диэлектрики;

- эффективная масса электрона;

- влияние дефектов на зонную структуру полупроводников.

2.3.3. Самостоятельная работа. 20 часов.

Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий по материалу модуля, подготовка к промежуточному экзамену.

2.4. Модуль 4. Кинетические явления в металлах и полупроводниках.

2.4.1. Лекционный материал. 10 часов.

Теплоемкость металлов и полупроводников. Электропроводность металлов, время релаксации, Уравнение Больцмана. Электропроводность собственных и примесных полупроводников, температурная зависимость. Механизмы рассеяния носителей заряда. Эффект Холла. Сверхпроводимость. Диффузия и дрейф носителей заряда. Контактные явления. Явления переноса и кинетические эффекты.

2.4.2. Практические занятия. 14 часов.

- теплоемкость и электропроводность металлов;

- электропроводность собственных и примесных полупроводников, температурная зависимость электропроводности;

- диффузия и дрейф носителей заряда. Эффект Холла.

- физика контактных явлений;

- явления переноса и кинетические эффекты;

- сверхпроводимость.

2.4.3. Самостоятельная работа. 20 часов.

Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий по материалу модуля, подготовка к промежуточному экзамену.

2.5. Модуль 5. Диэлектрические и магнитные свойства кристаллов.

2.5.1. Лекционный материал. 10 часов.

Свойства диэлектриков в статических полях. Диэлектрическая восприимчивость твердых тел. Эффективное поле и наведенная поляризация. Ориентация диполей. Электрострикция и пьезоэлектричество. Сегнетоэлектричество.

Диа- и парамагнетизм. Основные определения. Температурная зависимость магнитной восприимчивости. Природа постоянных магнитных моментов. Физическая природа ферромагнетизма.

2.5.2. Практические занятия. 12 часов.

- свойства диэлектриков в статических полях;

- поляризация диэлектриков, ориентация диполей;

- пьезо и сегнетоэлектричество;

- природа диамагнетизма;

- парамагнетизм;

- ферромагнетизм, ферриты.

2.5.3. Самостоятельная работа. 21 часа.

Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий по материалу модуля, подготовка к промежуточному экзамену.

2.6. Модуль 6. Взаимодействие твердых тел с электромагнитным излучением.

2.6.1. Лекционный материал. 9 часов.

Оптические свойства кристаллов. Излучательная рекомбинация. Оптоэлектрические явления. Закономерности поглощения и излучения света твердыми телами. Неравновесные носители заряда, механизмы рекомбинации, время жизни. Центры окраски, люминесценция, фотопроводимость. Акустические свойства кристаллов.

2.6.2. Практические занятия. 12 часов.

- оптические свойства кристаллов;

- оптоэлектрические явления;

- поглощение и излучение света твердыми телами;

- неравновесные носители заряда, фотопроводимость;

- люминесценция твердых тел, центры окраски.

2.6.3. Самостоятельная работа. 20 часов.

Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий по материалу модуля, подготовка к промежуточному экзамену.

^ 3. ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ:

3.1. Контрольные работы - письменные экзамены или тестирование по каждому модулю, всего 6, на 6, 12, 17 неделях четвертого семестра и на 6, 12 и 17 неделях пятого семестра.

3.2. Одна расчетно-аналитическая работа по материалу одного или нескольких модулей - срок сдачи - 16 неделя четвертого семестра, объем выполнения - 40 часов.

4.ЛИТЕРАТУРА

4.1. Основная:

1. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников: Учеб. пособие для втузов/ Под ред. В.М.Глазова. -М.:Высш.шк.,1982.-528 с.

2. Жданов Г.С., Хунджуа А.Г. Лекции по физике твердого тела//М. МГУ - 1988 - 231 с.

3. Шаскольская М.П. Кристаллография: Учеб.пособие для втузов.- 2-е изд.,перераб.и доп.-М.:Высшая школа,1984.-376 с.

4. В.В.Рыбкин, В.А.Титов. Физика твердого тела. Учебное пособие. Иваново, изд. ИГХТА, 1995.

5. В.В.Рыбкин, В.А.Титов, С.А. Смирнов. Физика твердого тела. Учебное пособие. Иваново, изд. ИГХТУ, 2001, 100 с.

6. П.В. Павлов. Физика твердого тела. Учебник для вузов, М.: Высш.школа, 2000 г., 494 с.

4.2. Дополнительная:

1. Шалимова К.В. Физика полупроводников//М.: Энергия – 1976 - 416 с.

2. Киреев П.С. Физика полупроводников//М.: Высшая школа - 1975 - 584 с.

3. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники//М.: Высшая школа - 1982 - 608 с.

4. Епифанов Г.И. Физика твердого тела//М.: Высшая школа - 1977 - 288 с.

5. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ:

5.1. Перечень расчетных программ:

- расчеты энергии уровня Ферми и энергетических распределений электронов в металлах и полупроводниках;

- расчеты электропроводности полупроводников и электрических контактов;

- расчеты оптических свойств кристаллов.

5.2. Обучающе-контролирующие системы:

  • тренировочные и контрольные тесты по каждому модулю;

  • текст лекций с контрольными вопросами для самопроверки.




Скачать 68.88 Kb.
оставить комментарий
В.В.Рыбкин
Дата30.09.2011
Размер68.88 Kb.
ТипСамостоятельная работа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх