ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
Термодинамика твердого состояния
(наименование дисциплины по учебному плану ООП)
для направления подготовки (специальности): 11.03.04 Электроника и наноэлектроника
(код, наименование)
Профиль подготовки (специализация): Микроэлектроника и твердотельная электроника
(название профиля, магистерской программы, специализации по УП)
Форма обучения заочная Срок обучения ускоренный
Кафедра полупроводниковой электроники и наноэлектроники
(наименование кафедры-разработчика УМКД)
УМКД разработал: Николаева Е.П., к.ф.-м.н.
(Ф.И.О., ученая степень авторов разработки)
Рассмотрено и одобрено на заседании методической комиссии ФЗО
(наименование факультета)
Протокол № ______ от «_____» ____________2015 г.
Председатель методической комиссии _______________________
(Ф.И.О)
Воронеж 2015 г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)
«УТВЕРЖДАЮ»
Председатель Ученого совета факультета заочного обучения
проф. Подоприхин М.Н.________________
(подпись)
_____________________________2015 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Термодинамика твердого состояния
(наименование дисциплины (модуля) по УП)
Закреплена за кафедрой: полупроводниковой электроники и наноэлектроники
Направление подготовки (специальности): 11.03.04 Электроника и наноэлектроника
(код, наименование)
Профиль:Микроэлектроника и твердотельная электроника
(название профиля по УП)
Часов по УП:108; Часов по РПД:108;
Часов по УП (без учета часов на экзамены):104; Часов по РПД:104;
Часов на самостоятельную работу по УП: 92 (85%);
Часов на самостоятельную работу по РПД: 92 (85%)
Общая трудоемкость в ЗЕТ:3;
Виды контроля в семестрах (на курсах): Экзамены - 0; Зачеты - 2; Зачеты с оценкой – 0; Курсовые проекты - 0; Курсовые работы - 0.
Форма обучения: заочная;
Срок обучения: ускоренный.
Распределение часов дисциплины по семестрам
| Вид занятий
| № семестров, число учебных недель в семестрах
|
1 / 18
| 2 / 18
| 3 / 18
| 4 / 18
| 5 / 18
| 6 / 18
| 7 / 18
| 8 / 12
| Итого
|
УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| УП
| РПД
| | Лекции
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Лабораторные
|
|
| -
| -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| -
| -
| | Практические
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Ауд. занятия
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Сам. работа
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Итого
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Сведения о ФГОС, в соответствии с которым разработана рабочая программа дисциплины (модуля) – 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника». Утвержден приказом Министерства образования Российской Федерации от 12 марта 2015 г. № 218.
Программу составил:______________ к.ф.-м.н., Николаева Е.П.
(подпись, ученая степень, ФИО)
Рецензент (ы):_______________________________
Рабочая программа дисциплины составлена на основании учебного плана подготовки бакалавров по направлению 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника», профиль «Микроэлектроника и твердотельная электроника»
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры полупроводниковой электроники и наноэлектроники
протокол № ____ от _______________ 2015 г.
Зав. кафедрой ППЭНЭ _____________________ С.И. Рембеза
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
| 1.1
| Цель изучения дисциплины – сформировать у студентов представления о методах управления дефектообразования в кристаллах, о способах синтеза кристаллов с заданным уровнем дефектов и желаемыми свойствами.
| | 1.2
| Для достижения цели ставятся задачи:
| | 1.2.1
| формирование представлений о закономерностях возникновения дефектов в кристаллах;
| | 1.2.2
| установление связей между природой и концентрацией дефектов в кристаллах, а также теми свойствами, которые они определяют;
| | 1.2.3
| изучение кинетики дефектообразования и явлений переноса вещества в твердом теле;
| | 1.2.4
| иметь представления о тенденциях развития, основных направлениях и методах термодинамики твердого состояния в связи с современными требованиями микроэлектроники.
|
МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
| Цикл (раздел) ООП: Б1
| код дисциплины в УП: Б1.В.ДВ.2.1
| | 2.1 Требования к предварительной подготовке обучающегося
| | Для успешного освоения дисциплины студент должен иметь знания, полученные при изучении дисциплин:
| | Б1.Б.5
| «Математика»
| | Б1.Б.6
| «Физика»
| | Б1.Б.7
| «Химия»
| | 2.2 Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее
| | Б1.Б17
| Наноэлектроника
| | Б1.Б19
| Основы технологии электронной компонентной базы
| | Б1.В.ОД.12
| Технология материалов электронной техники
| | Б1.В.ОД.14
| Перспективные технологические процессы и оборудование для производства полупроводниковых приборов
| | | | | |
КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
| ОПК-1
| способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики
| | ОПК-2
| способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен
| 3.1
| Знать:
| | 3.1.1
| основные теоретические представления о механизме образования точечных дефектов в кристаллах (ОПК-1);
| | 3.1.2
| закономерности легирования при изовалентном и гетеровалентном замещении (ОПК-1);
| | 3.1.3
| принципы управления типом и концентрацией дефектов в зависимости от температуры, давления паров над кристаллом (ОПК-1, ОПК-2);
| | 3.2
| Уметь:
| | 3.2.1
| используя квазихимический метод исследования дефектов в кристалле, исследовать кинетику образования дефектов (ОПК-2);
| | 3.2.2
| определить реакции дефектов на зонной диаграмме полупроводникового кристалла (ОПК-2);
| | 3.3
| Владеть:
| | 3.3.1
| методами термодинамического анализа кинетики образования дефектов в заданных условиях (ОПК-1);
| | 3.3.2
| оценить влияние точечных собственных и примесных дефектов на свойства полупроводниковых материалов (ОПК-2).
|
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
| № п/п
| Наименование раздела дисциплины
| Семестр
| Неделя семестра
| Вид учебной нагрузки и их трудоемкость в часах
| | Лекции
| Практические
занятия
| Лабораторные.
работы
| СРС
| Всего часов
| |
| Основные термодинамические функции и соотношения. Тепловой беспорядок в кристалле. Точечные дефекты. Квазихимический метод исследования реакций дефектов в кристаллах
|
|
|
|
|
|
|
| |
| Беспорядок в кристалле, обусловленный посторонними примесями. Взаимодействие дефектов в кристаллах
|
|
|
|
|
|
|
| |
| Явления переноса в кристаллах с дефектами. Поверхностные дефекты. Дефекты в эпитаксиальных структурах
|
|
|
|
|
|
|
| | Итого
| |
|
| |
|
|
Лекции
| Неделя семестра
| Тема и содержание лекции
| Объем
часов
| В том числе, в интерактивной форме (ИФ)
| | 1. Основные термодинамические функции и соотношения. Тепловой беспорядок в кристалле. Точечные дефекты. Квазихимический метод исследования реакций дефектов в кристаллах
|
| | |
| Тепловой беспорядок в кристалле. Точечные дефекты. Виды точечных дефектов. Зависимость концентрации точечных дефектов от температуры. Квазихимический метод исследования реакций дефектов в кристалле. Равновесие собственных тепловых дефектов с учетом их ионизации. Отображение реакций дефектов на зонной диаграмме кристалла. Определение температурной зависимости концентрации собственных дефектов квазихимическим методом. Самостоятельное зависимость концентрации дефектов Шоттки от температуры в бинарном кристалле. построение зонные диаграммы кристаллов с дефектами для конкретных условий. квазихимический способ определения концентрации дефектов в двухкомпонентных кристаллах квазихимическим способом
|
|
| | 2. Беспорядок в кристалле, обусловленный посторонними примесями. Взаимодействие дефектов в кристаллах
|
| | |
| Беспорядок в кристалле, обусловленный посторонними примесями. Взаимодействие дефектов в кристаллах. Равновесие дефектов в однокомпонентном кристалле, обогащенном посторонними примесями. . Изовалентное замещение Гетеровалентное замещение. Квазихимические реакции для изовалентного и гетеровалентного замещения. Основные квазихимические уравнения и зонные диаграммы в кристалле, обусловленные посторонними примесями в кристалле и дефектами. Внутреннее равновесие собственных и примесных дефектов. Взаимное влияние заряженных собственных и примесных дефектов. Растворимость примесей в полупроводниках с учетом ионизации примесных атомов.
Самостоятельная работа: примеры конкретных реакций при изовалентном замещении, написание конкретных квазихимических реакций по заданию преподавателя. Зонные диаграммы для конкретных условий легирования. Распределение амфотерной примеси в кристаллической решетке полупроводников. Управление собственными дефектами путем отжига кристаллов в парогазовой среде
|
|
| | 3. Явления переноса в кристаллах с дефектами. Поверхностные дефекты. Дефекты в эпитаксиальных структурах
|
| | |
| Хаотическая самодиффузия. Влияние температуры на коэффициент хаотичной самодиффузии. Влияние посторонних примесей на коэффициент самодиффузии. Поверхностные дефекты.
Самостоятельная работа: Технология механической обработки, наращивание эпитаксиальной пленки. Дефекты в эпитаксиальных структурах
|
|
| | Итого часов
|
| |
Практическая работа
| Неделя семестра
| Наименование практической работы
| Объем
часов
| В том числе в интерактивной форме (ИФ)
| Виды
контроля
| | 1. Основные термодинамические функции и соотношения. Тепловой беспорядок в кристалле. Точечные дефекты. Квазихимический метод исследования реакций дефектов в кристаллах
|
| |
| |
| Расчет концентрации дефектов по Шоттке, Френкелю для различных условий ΔЕдеф и Т по варианту.
|
|
| отчет
| | 2. Беспорядок в кристалле, обусловленный посторонними примесями. Взаимодействие дефектов в кристаллах
|
| |
| |
| Квазихимические уравнения для изовалентного и гетеровалентного замещения. Зонные диаграммы полупроводников с учетом дефектов и примесных центров
|
|
| отчет
| | 3. Явления переноса в кристаллах с дефектами. Поверхностные дефекты. Дефекты в эпитаксиальных структурах
|
| |
| | 13,15
| Квазихимические реакции в бинарном кристалле при введении примесей в виде химического соединения.
|
|
| отчет
| | Итого часов
|
| |
| 4.3 Самостоятельная работа студента (СРС)
| Неделя семестра
| Содержание СРС
| Виды
контроля
| Объем
часов
| |
| Подготовка теоретического материала
| Отчет по практическому занятию
|
| |
| Изучение материала практических занятий
| Проверка конспекта
|
| |
| Подготовка к контрольной работе
| Отчет по практическому занятию
|
| |
| Подготовка к зачету
| Отчет по практическому занятию
|
| | Итого
|
|
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
| | В рамках изучения дисциплины предусмотрены следующие образовательные технологии:
| | 5.1
| Лекции: информационные лекции
| | 5.2
| Практические занятия:
а) работа в команде-совместное обсуждение вопросов лекций, домашних заданий; решение творческих задач (метод Делфи)
б) проведение контрольных работ;
| | 5.3
| самостоятельная работа студентов:
- изучение теоретического материала,
- подготовка к лекциям и практическим занятиям,
- работа с учебно-методической литературой,
- оформление конспектов лекций, отчетов,
- подготовка к текущему контролю успеваемости, к зачету;
| | 5.4
| консультации по всем вопросам учебной программы.
|
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
| 6.1
| Контрольные вопросы и задания
| | 6.1.1
| Используемые формы текущего контроля:
- контрольные работы;
- отчет и защита выполненных практических работ.
| | 6.1.2
| Рабочая программа дисциплины обеспечена фондом оценочных средств для проведения входного, текущего контроля и промежуточной аттестации. Фонд включает варианты контрольных работ, вопросы к отчетам по практическим работам, вопросы к зачету по курсу дисциплины.
| | 6.2
| Темы письменных работ
| | 6.2.1
| Контрольная работа по теме «Тепловые дефекты в кристаллах. Зависимость концентрации точечных дефектов от давления и температуры»
| | 6.2.2
| Контрольная работа по теме «Квазихимические уравнения и зонные диаграммы в кристалле, обусловленные посторонними примесями, дефектами»
|
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
| 7.1 Рекомендуемая литература
| | №
п/п
| Авторы, составители
| Заглавие
| Годы издания.
Вид
издания
| Обеспеченность
| | 7.1.1. Основная литература
| | 7.1.1.1
| Николаева Е.П.,
Кошелева Н.Н., Прибылова Е.И.
| Термодинамика твердого состояния: Учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ
|
|
| | 7.1.1.2
| Николаева Е.П.,
Кошелева Н.Н.
| Термодинамика твердого состояния: Учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ
|
|
| | 7.1.1.3
| Стромберг А.Г.
| Физическая химия: учебник для химических специальностей вузов
|
Печат.
|
| | 7.1.2. Дополнительная литература
| | 7.1.2.1
| Ормонт Б.Ф.
| Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М.: Высшая школа
|
| 0,5
| | 7.1.2.2
| Под ред. В.П. Глушко
| Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание в 4 т. – М.: Наука.
|
|
| | 7.1.2.3
| Новокрещенова Е.П.
| Введение в кристаллохимию полупроводников: учебное пособие
|
Магнитный носитель
|
| | 7.1.3 Методические разработки
| | 7.1.3.1
| Николаева Е.П. Новокрещенова Е.П.
| Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Физическая химия материалов и процессов электронной техники» для студентов направления подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника», профиля «Микроэлектроника и твердотельная электроника» заочной формы обучения
|
Печат.
|
|
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
