Кафедра прикладної радіоелектроніки

[RE-87] Матеріали мікросистемної техніки та наноелектроніки

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Другий (магістерський)
Галузь знань	17 - Електроніка, автоматизація та електронні комунікації
Спеціальність	172 - Електронні комунікації та радіотехніка
Освітня програма	172Мн ІТР - Інтелектуальні технології радіоелектронної техніки (ЄДЕБО id: 49263)172Мп ІТМР - Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки (ЄДЕБО id: 4852)
Статус дисципліни	Нормативна
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	5 курс, осінній семестр
Обсяг дисципліни	4 кред. (Лекц. 36 год, Практ. год, Лаб. 18 год, СРС. 66 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Залік
Розклад занять	https://schedule.kpi.ua
Мова викладання	Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Непочатих Ю. В., Лаб.: Непочатих Ю. В., СРС.: Непочатих Ю. В.
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

 

Дисципліна "Матеріали мікросистемної техніки та наноелектроніки" належить до циклу професійної підготовки.

Мета викладання дисципліни: формування у студентів здатностей:

оцінювати умови експлуатації матеріалу;

складати вимоги до матеріалу відповідно до умов його експлуатації;

проводити обґрунтований вибір матеріалів відповідно до їх призначення, умов експлуатації та технології.

Предмет дисципліни: властивості матеріалів для мікро і наноелектроніки, їх параметри і вплив на них різних факторів.

Програмні результати навчання: знання:

складу та структури матеріалів;

властивостей матеріалів;

впливу на властивості матеріалів зовнішніх факторів;

параметрів і можливостей використання матеріалів;

класифікації матеріалів;

уміння:

пов’язувати властивості матеріалу з його складом, структурою, технологією одержання і формоутворення;

прогнозувати залежність властивостей матеріалу від умов його експлуатації;

вимірювати параметри матеріалів.

досвід:

використовувати сукупність знань і умінь з метою вибору матеріалу для використання у мікросистемній техніці та наноелектроніці.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

 

Міждисциплінарні зв’язки:

Для вивчення дисципліни необхідне засвоєння студентами розділів “електрика” і “магнетизм” з фізики, а також необхідні знання з математики (в обсязі, що його викладають на першому курсі), хімії (хоча б у обсязі шкільного курсу).

Отримані знання забезпечують дисципліни, пов’язані з мікро- та наноелектронікою.

3. Зміст навчальної дисципліни

 

 

Назви розділів і тем	Кількість годин
	Разом	у тому числі
		Лекції	Практичні	Лабораторні	СРС
1	2	3	4	5	6
Розділ (Блок змістовних модулів) 1: Матеріали інтегральних схем
Змістовний модуль 1.1: Кремній—матеріал мікро- і наноелектроніки
Тема 1.1.1. Монокристалічний кремній	4	2			2
Тема 1.1.2. Тонкі плівки кремнію	4	2			2
Тема 1.1.3. Пористий кремній	4	2			2
Разом у змістовному модулі	12	6			6
Змістовний модуль 1.2: Напівпровідникові сполуки типів AIIIBV, AIIBVI, AIVBVI з алмазоподібною і сфалеритовою ґратками
Тема 1.2.1. Напівпровідникові сполуки типу AIIIBV і тверді розчини на їх основі	4	2			2
Тема 1.2.2. Напівпровідникові сполуки типу AIIBVI	4	2			2
Тема 1.2.3. Напівпровідникові сполуки типу AIVBVI	4	2			2
Разом у змістовному модулі	12	6			6
Разом у блоці	24	12			12
Розділ (Блок змістовних модулів) 2: Наноматеріали
Змістовний модуль 2.1: Нульвимірні наноматеріали
Тема 2.1.1. Нанокристали	17	2		12	3
Тема.2.1.2. Нанокластери	11	2		6	3
Тема 2.1.3. Фуллерени	9	4			5
Разом у змістовному модулі	37	8		18	11
Змістовний модуль 2.2: Одномірні наноматеріали
Тема 2.2.1. Вуглецеві нанотрубки	8	4			4
Тема.2.2.2. Невуглецеві нанотрубки	5	2			3
Тема 2.2.3. Нанонитки	5	2			3
Разом у змістовному модулі	18	8			10
Змістовний модуль 2.3: Наноструктурні матеріали
Тема 2.3.1. Нанокомпозитні матеріали	4	2			2
Тема.2.3.2. Об’ємні наноструктурні матеріали	6	4			2
Тема 2.3.3 Фуллерити	6	2			4
Разом у змістовному модулі	16	8			8
Разом у блоці	71	24		18	29
Модульна контрольна робота	4				4
Розрахунково-графічна робота	15				15
Підготовка до заліку	6				6
Разом годин	120	36		18	66

 

4. Навчальні матеріали та ресурси

 

Рекомендована література

Базова

1.  Анищик В. М.., Борисенко В. Е., Жданок С. А., Толочко Н. К., Федосюк В. М. /Под ред. Борисенко В. Е., Толочко Н. К. Наноматериалы и нанотехнологии. — Минск: Изд. Центр БГУ, 2008. — 375 с.: ил.

2. Борисенко В. Е., Воробьёва А. И., Уткина Е. А. Наноэлектроника: учебное пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 223 с.: ил.

3. Витязь П. А., Свидунович Н. А. Основы нанотехнологий и наноматериалов: учебное пособие. — Минск: Вышейшая школа, 2010. — 302 с.: ил.

4. Волков Г. М. Объёмные наноматериалы: учебное пособие. — М.: КНОРУС, 2011. — 168 с.

Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. — 416 с.

5. Драгунов В. П., Неизвестный И. Г., Гридчин В. А. Основы наноэлектроники: учебное пособие. — М.: Логос, 2006. — 496 с.

6. Дьячков П. Н. Электронные свойства и применение нанотрубок. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 488 с.: ил.

7. Евдокимов А. А. и др. /Под ред. А. С. Сигова. Получение и исследование наноструктур. Лабораторный практикум по нанотехнологиям. — М.: БИНОМ. Лабораторія знаний, 2010. — 146 с.: ил.

8. Елисеев А. А., Лукашин А. В. /Под ред. Ю. Д. Третьякова. Функциональные наноматериалы. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. — 456 с.

9. Заячук Д. М. Нанотехнології і наностуктури: навчальний посібник. — Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2009. — 580 с.

10. Заячук Д. М. Низькорозмірні структури і надгратки: навчальний посібник. — Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2006. — 220 с.

11. Под ред. П. П. Мальцева. Нанотехнологии. Наноматериалы. Наносистемная техника. Мировые достижения — 2008 год. Англо-русский терминологический словар по микро- и наносистемной технике. — М.: Техносфера, 2008. — 432 с.

12. Пасынков В. В., Сорокин В. С. Материалы электронной техники: учебник. — СПб.: Издательство «Лань», 2004. — 368 с.: ил.

13. Семенець В. В., Невлюдов І. Ш., Пала гін В. А. Введення в мікросистемну техніку та нанотехнології: підручник. — Х.: ТОВ “Компанія СМІТ”, 2011. — 416 с.

 

Додаткова

14. Зебрев Г. И. Физические основы кремниевой наноэлектроники: учебное пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 240 с.: ил.

15. Мартинес-Дуарт Дж. М., Мартин-Палма Р. Дж., Агулло-Руеда. Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники.—М.:Техносфера, 2009.—368 с.

16. Пул Ч. П. мл., Оуэнс Ф. Дж. Нанотехнологии. — М.: Техносфера, 2010. — 336 с.

Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — 240 с.: ил.

17. Рыжонков Д. И., Лёвина В. В., Дзидзигури Э. Л. Наноматериалы: учебное пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. — 365 с.: ил.

18. Свечников Г. С., Морозовская А. Н. Нанотрубки и графен — материалы электроники будущего. — К.: Логос, 2009. — 164 с.: ил.

19. Старостин В. В. Материалы и методы нанотехнологий: учебное пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. — 431 с.: ил.

 

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

 

Лекційні заняття

№ з/п	Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС)
Розділ (Блок змістовних модулів) 1: Матеріали інтегральних схем
Змістовний модуль 1.1: Кремній—матеріал мікро- і наноелектроніки
1	Тема 1.1.1. Монокристалічний кремній   Лекція 1. Перелік основних питань: [13, с. 144–156]. Фізико-хімічні та електричні властивості. Поверхня кремнію. Застосування кремнію. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
2	Тема 1.1.2. Тонкі плівки кремнію   Лекція 2. Перелік основних питань:  [14, с. 131–140]. Плівки з монокристалічного кремнію. Плівки з полікристалічного кремнію. Плівки з оксиду, нітриду і карбіду кремнію. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
3	Тема 1.1.3. Пористий кремній   Лекція 3. Перелік основних питань: [17, с. 140–142]. Структурні модифікації кремнію. Формування шарів пористого кремнію. Властивості пористого кремнію і його застосування. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
Змістовний модуль 1.2: Напівпровідникові сполуки типів AIIIBV, AIIBVI, AIVBVI з алмазоподібною і сфалеритовою гратками
4	Тема 1.2.1. Напівпровідникові сполуки типу AIIIBV і тверді розчини на їх основі   Лекція 4. Перелік основних питань:  [13, с. 159–173]. Кристалічна структура. Фізико-хімічні і електричні властивості. Застосування напівпровідникових сполук типу AIIIBV. Тверді розчини на основі сполук типу AIIIBV. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
5	Тема 1.2.2. Напівпровідникові сполуки типу AIIBVI   Лекція 5. Перелік основних питань:  [13, с. 173–178] Кристалічна структура і хімічний зв’язок. Особливості властивостей. Застосування. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
6	Тема 1.2.3. Напівпровідникові сполуки типу AIVBVI   Лекція 6. Перелік основних питань: [13, с. 178–181]. Кристалічна структура і хімічний зв’язок. Особливості властивостей. Застосування. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
Розділ (Блок змістовних модулів) 2: Наноматеріали
Змістовний модуль 2.1: Нульмірні наноматеріали (нанокристали, нанокластери, фуллерени)
7	Тема 2.1.1. Нанокристали   Лекція 7. Перелік основних питань:  [1, с.123–125, 118–129, 5, с. 202–233]. Невпорядковані нанокластери і нижня межа монокристалічності. Структурні і фазові перетворення. Період кристалічної решітки, фононний спектр і теплоємність. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
8	Тема.2.1.2. Нанокластери   Лекція 8. Перелік основних питань:  [1, с.118–126, 9, с.33–37, 17 с. 28–29]. Впорядковані нанокластери. Щільноупаковані кристалічні решітки і структурні магічні числа. Електронні магічні числа. Вуглецеві нанокластери.   Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
9	Тема 2.1.3. Фуллерени   Лекція 9. Перелік основних питань:  [1, с. 142–144, 7, с. 10–11, 10, с. 401–405]. Алотропічні форми карбону. Фуллерени – найбільш стабільні вуглецеві нанокластери. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
10	Тема 2.1.3. Фуллерени   Лекція 10. Перелік основних питань:  [1, с. 146–157, 10, с. 417–442]. Формування фуллеренів і їх властивості. Ендофуллерени, екзофуллерени і гетерофуллерени. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
Змістовний модуль 2.2: Одномірні наноматеріали (вуглецеві і невуглецеві нанотрубки, нанонитки)
11	Тема 2.2.1. Вуглецеві нанотрубки   Лекція 11. Перелік основних питань:  [1, с. 160–162, 7, с. 16–19, 9, с. 50–55, 10, с. 457–459]. Вуглецеві нанотрубки – стабільна форма існування карбону. Різновиди і структура вуглецевих нанотрубок. Вектор хіральності, індекси хіральності, хіральний кут. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
12	Тема 2.2.1. Вуглецеві нанотрубки   Лекція 12. Перелік основних питань:  [1, с. 163–167, 175-–178, 2 с. 123–125, 7, с. 16–20, 65–80,  148–152, 9, с. 50–70, 168–169]. Дефекти вуглецевих нанотрубок. Багатостінні вуглецеві нанотрубки. Механічні властивості вуглецевих нанотрубок. Електронні властивості вуглецевих нанотрубок. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
13	Тема.2.2.2. Невуглецеві нанотрубки   Лекція 13. Перелік основних питань: [1, с. 192, 7, с. 328–341, 9, с. 70–75]. Нанотрубки з нітриду бору. Нанотрубки з карбіду кремнію. Сегментовані і інтеркальовані нанотрубки. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
14	Тема 2.2.3. Нанонитки   Лекція 14. Перелік основних питань:  [9, с. 45–49, 10, с.139–152]. Нанонитки на основі карбону и металів. Об’єднання нанониток у більш складні структури. Фізико-хімічні властивості нанонток. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
Змістовний модуль 2.3: Наноструктурні матеріали
15	Тема 2.3.1. Нанокомпозитні матеріали   Лекція 15. Перелік основних питань:  [1, с.246–261, 4, с. 106–139]. Матричні нанокомпозити. Шаруваті нанокомпозити. Технічне застосування нанокомпозитів. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
16	Тема.2.3.2. Об’ємні наноструктурні матеріали   Лекція 16. Перелік основних питань:  [1, с. 228–237, 242–246, 17 с. 143–144]. Нанокристалічні матеріали. Кристалічні гратки з нанокластерів. Наноструктурні кристали для фотоніки.   Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
17	Тема.2.3.2. Об’ємні наноструктурні матеріали   Лекція 17. Перелік основних питань:  [1, с. 261–294, 17, с. 140–142]. Нанопористі матеріали. Наноаерогелі. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.
18	Тема 2.3.3 Фуллерити   Лекція 18. Перелік основних питань:   [1, с. 237–242, 10, с. 442–448]. Фуллерит – кристалічна фаза. Кристалічні гратки фуллеритів. Леговані фуллерити. Феромагнетизм і надпровідність у фуллеритів. Завдання на СРС: Повторити матеріал лекції.

 

Лабораторні заняття

Основна мета лабораторних занять:

• перевірка набутих теоретичних знань на практиці;
• набуття навичок роботи з вимірювальними приладами та обладнанням;
• оволодіння методами вимірювання параметрів та зняття характеристик;
• набуття навичок оцінки експериментальних даних та оформлення висновків.

 

№ з/п	Назва лабораторної роботи (комп’ютерного практикуму)	Кількість ауд. годин
Розділ (Блок змістовних модулів) 2: Наноматеріали
1	Тема 2.1.1. Нанокристали   ЛР 1. Методи і програми візуалізації результатів атомного моделювання [8, с.15–20]. Завдання на самостійну роботу: оформити звіт про роботу.	6
2	Тема.2.1.2. Нанокристали   ЛР 2. Засвоєння методів і програм молекулярної динаміки [8, с. 7–15]. Завдання на самостійну роботу: оформити звіт про роботу.	6
3	Тема 2.1.3. Нанокластери   ЛР 3. Моделювання плавлення металічних наночасток і кластерів [8, с. 30–33]. Завдання на самостійну роботу: оформити звіт про роботу.	6

 

6. Самостійна робота здобувача

 

Студенти виконують завдання, що винесене на самостійне опрацювання. Крім того, студенти виконують розрахунково-графічну роботу (РГР). Метою цієї роботи є закріплення лекційного матеріалу, розширення кругозору у галузі матеріалознавства, розвиток навичок розв'язання практичних задач. Кожен студент отримує індивідуальний варіант завдання. Завдання видають студентам на 6-му тижні. 16-ий тиждень є останнім для виконання розрахунково-графічної роботи.

№ з/п	Назва теми, що винесено на самостійне опрацювання	Кількість годин СРС
1	Змістовний модуль 1.1: Кремній—матеріал мікро- і наноелектроніки Завдання на СРС: Застосування кремнію. Властивості пористого кремнію і його застосування. [13, с. 144–156, 17, с. 140–142].	6
2	Змістовний модуль 1.2: Напівпровідникові сполуки типів AIIIBV, AIIBVI, AIVBVI з алмазоподібною і сфалеритовою гратками Завдання на СРС: Тверді розчини на основі сполук типу AIIIBV. Застосування напівпровідникових сполук типу AIIIBV [13, с. 159–173].	6
3	Змістовний модуль 2.1: Нульвимірні наноматеріали Завдання на СРС: Впорядковані нанокластери. Вуглецеві нанокластери. [1, с.118-126, 9, с.33–37, 17 с. 28–29].	11
4	Змістовний модуль 2.2: Одномірні наноматеріали Завдання на СРС: Вектор хіральності, індекси хіральності, хіральний кут. Електронні властивості вуглецевих нанотрубок. [1, с. 160–162, 7, с. 16–19, 65–80, 9, с. 50–55, 10, с. 457–459].	10
5	Змістовний модуль 2.3: Наноструктурні матеріали Завдання на СРС: Різновиди матриць нанокомпозитних матеріалів. Багатошарові наноструктурні матеріали. [1, с. 246–260, 4, с. 106–139].	8

 

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

 

Аудиторні заняття обов’язкові для відвідування.

Знання матеріалу пропущеної лекції студент зобов’язаний продемонструвати під час консультацій, передбачених розкладом.

Пропущене з поважної причини лабораторне заняття має бути відпрацьоване за попередньою домовленістю з викладачем.

Допуск до лабораторних занять здійснює викладач після співбесіди зі студентами. Захист звіту про проведену лабораторну роботу проходить на наступному за розкладом лабораторному занятті.

Захист розрахунково-графічної роботи викладач проводить після 16 тижня навчання за розкладом консультацій, або за домовленістю зі студентами.

Правила призначення заохочувальних та штрафних балів викладені нижче у п. 8.

 

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

 

Поточний контроль викладач здійснює за спілкування зі студентами під час допуску і захисту лабораторних робіт і за результатами проведення модульної контрольної роботи (МКР) перед другою атестацією. Завдання МКР складене з питань, що наведені у (п.9).

Викладання кредитного модуля "Матеріали мікросистемної техніки та наноелектроніки" передбачає таку рейтингову систему оцінювання результатів навчання (РСО).

Рейтинг студента з кредитного модуля складають бали (за 100-бальною шкалою), що він отримує за:

1. виконання та захист 4 лабораторних робіт;
2. модульну контрольну роботу (МКР);
3. розрахунково-графічну роботу (РГР).

Система рейтингових (вагових) балів та критерії оцінювання

1. Лабораторні роботи

Ваговий бал — 10. Максимальна кількість балів за всі лабораторні  роботи дорівнює:

10 балів*4=40 балів.

У кожній з лабораторних робіт оцінюють:

а) підготовленість до роботи:

- вільне володіння теоретичним матеріалом, наявність підготовленого протоколу             4 бали;

- слабке володіння теоретичним матеріалом                                                                               2 бали;

- непідготовленість до роботи                                                                                                       -1 бал;

б) виконання лабораторної роботи:

- оформлення звіту відповідно до вимог                                                                                         4 бали;

- робота виконана з помилками або неохайно                                                                              2 бали;

- робота не виконана                                                                                                                         -1 бал;

в) захист роботи:

- повна відповідь при захисті                                                                                                           2 бали;

- неповна відповідь при захисті                                                                                                      0 балів;

- робота захищена в інший день крім дня виконання і наступного за ним лаб. дня                0 балів.

 

2. Модульний контроль

Ваговий бал — 20.

Критерії оцінювання:

- «відмінно», повністю розкрита тема завдання (не менше 90% потрібн. інформ.)         20–18 балів;

- «добре», достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації), або
повна відповідь з неточностями                                                                                                17–15 балів;

- «задовільно», неповна відповідь (не менше 60% потрібн. інформації), є помилки             14–10 балів;

- «незадовільно», незадовільна відповідь (не відповідає вимогам на «задовільно»)              0 балів.

 

3. Розрахунково-графічна робота

Ваговий бал — 40.

Критерії оцінювання:

- «відмінно», виконані усі вимоги до роботи                                                                      40–35 балів;

- «добре», виконані майже усі вимоги до роботи, або є несуттєві помилки                34–28 балів;

- «задовільно», є недоліки щодо виконання вимог до роботи і певні помилки              27–22 балів;

- «достатньо», є помітні недоліки у виконання вимог до роботи і помилки               21–10 балів;

- «незадовільно», не відповідає вимогам до «достатньо», багато помилок                  0 балів;

- за кожний тиждень запізнення з поданням розрахункової роботи на перевірк         -1 бал.

 

Штрафні бали за:

-недопуск до лабораторної роботи у зв’язку з незадовільним вихідним контролем…..-1 бал;

-невиконання лабораторної роботи......................................................................................................-1 бал;

-відсутність на лабораторному занятті без поважної причини............................................-2 бали;

-за кожний тиждень запізнення з поданням розрахункової роботи на перевірку…....….-1 бал.

Сума штрафних балів не має перевищувати 10 балів.

Заохочувальні бали за:

-підготовку конспекту на конкурс.....................................................................................8 балів;

-підготовку реферату.............................................................................................................10 балів;

-удосконалення дидактичних матеріалів.........................................................................8 балів.

Сума заохочувальних балів не має перевищувати 10 балів.

Розмір шкали рейтингу R = 100 балів.

 

Розрахунок шкали (R) рейтингу

Сума вагових балів контрольних заходів (позиції 1-3) протягом семестру складає:

R = 40 + 20 + 40 = 100 балів.

Умови позитивної проміжної атестації

• Для отримання “зараховано” з першої проміжної атестації (8 тиждень) студент повинен набрати не менше ніж 10 балів (“ідеальний” студент — 20 балів).
• Для отримання “зараховано” з другої проміжної атестації (14 тиждень) студент повинен набрати не менше ніж 30 балів (“ідеальний” студент — 60 балів).

 

Максимальна сума балів складає 100. Необхідною умовою допуску до заліку є зарахування усіх лабораторних робіт і розрахункової роботи. Для отримання заліку з кредитного модуля "автоматом" потрібно мати рейтинг не менш ніж 60 балів і зарахування усіх лабораторних робіт і розрахункової роботи.

Студенти, які наприкінці семестру мають рейтинг менше 60 балів, а також ті, хто хоче підвищити оцінку, виконують залікову контрольну роботу. При цьому до балів за розрахункову роботу слід додати бали за контрольну роботу і ця рейтингова оцінка є остаточною. Завдання контрольної роботи складене з чотирьох запитань з різних розділів робочої програми з переліку, що наданий у пункті 9 цієї програми.

За кожне питання студент може отримати бали відповідно до системи оцінювання:

–“відмінно”, повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації)                                             15–13 балів;

–“добре”, достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації, мож-
ливі неточності)                                                                                                                                12–10 балів;

–“задовільно”, неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації, можливі
помилки)                                                                                                                                               9–7 балів;

–“незадовільно”, незадовільна відповідь                                                                                            0 балів.

Суму балів за навчальну діяльність студента для отримання заліку з кредитного модуля "автоматом", або суму балів за розрахункову роботу і залікову контрольну роботу слід трансформувати у залікову оцінку за таблицею 1:

Таблиця 1

Значення рейтингу RD з дисципліни за семестр	Оцінка за університетською шкалою
95 – 100	відмінно
85 – 94	дуже добре
75 – 84	добре
65 – 74	задовільно
60 – 64	достатньо
Менше 60	незадовільно
Не зараховано хоча б одну з лабораторних робіт або не зараховано розрахункову роботу або сума балів менше 40	недопущено

 

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

 

Перелік питань для перевірки рівня засвоєння навчального матеріалу за модульного контролю і для семестрового контролю.

 

1. Нанокластери і нанокристали.

2. Алотропічні форми карбону.

3. Формування фуллеренів.

4. Наночастки з гранецентрованою граткою.

5. Гібридизація (три різновиди для карбону).

6. Властивості C₆₀.

7. Структурні магічні числа для ГЦК- і ГЩУ-кластерів.

8. s- і p-зв’язки, простий і кратний хімічні зв’зки між атомами карбону.

9. Фуллериди (екзо- і ендофуллериди). Гетерофуллерени.

10. Структурні і електронні магічні числа.

11. Алмаз і графіт.

12. Фуллерити. Легування фуллеритів (тетраедричні і октаедричні порожнини).

13. Кластерний механізм кристалізації (ФМЗ, КМЗ, ФКМЗ).

14. Графен і карбін.

15. Багатостінні вуглецеві нанотрубки.

16. Кластери з віссю симетрії 5-го порядку. Збіг з магічними числами для ГЦК-кластерів. Співвідношення вільних енергій.

17. Вуглецеві нанокластери.

18. Структура і розміри вуглецевих нанотрубок.

19. Температури плавлення наночасток і масивних зразків.

20. Обґрунтування замкненої каркасної структури фуллерену.

21. Три різновиди вуглецевих нанотрубок.

22. Вільні енергії об’єму і поверхні у наночастках. Переважання щільноупакованих структур у наночастках.

23. Фуллерен C₆₀—зрізаний ікосаедр.

24. Вектор хіральності вуглецевих нанотрубок. Індекси хіральності Хіральний кут.

25. Різновиди наноматеріалів.

26. Обґрунтування структури фуллерену. Умови Ейлера, хімічні умови стабільності.

27. Дефекти у вуглецевих нанотрубках. Ліктьове з’єднання.

28. Ефекти, що проявляють себе у наноматеріалах.

29. Структура фуллерену. Визначення фуллеренів.

30. Механічні властивості вуглецевих нанотрубок.

31. Характеристичний розмір. Нуль-, одно-, дво- і тривимірні наноструктури.

32. Фуллерени з магічними числами 28, 50, і 60. Ізомери фуллеренів.

33. Електронні властивості вуглецевих нанотрубок.

34. Наноструктурні матеріали (консолідовані матеріали і нанодисперсії).

35. Гігантські фуллерени.

36. Застосування вуглецевих нанотрубок.

 

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Лабораторії, обладнання, програграмне забезпечення, опис макетів для проведення лабораторних робіт та їх кількість

     Запропоновані три лабораторні роботи. Перша робота знайомить студентів з методами і програмами візуалізації результатів атомного комп'ютерного  моделювання  структур  і процесів в твердих тілах. Відома програма візуалізації дозволяє за заданими або отриманими у розрахунках координатами системи атомів, складеної з різних хімічних елементів, отримати її аксонометричне зображення, де атоми різних хімічних елементів мають не тільки різні розміри, а і різне забарвлення. 

     Друга робота присвячена ознайомленню студентів з методами і програмами молекулярної динаміки — комп'ютерного моделювання поведінки атомних або молекулярних утворень, заснованого на  розрахунку перетворень у системі взаємодіючих частинок (атомів, молекул) шляхом обробки рівнянь їх руху.

     Третя робота демонструє варіант використання відомої програми молекулярної динаміки  для моделювання плавлення металічних нанокластерів і виявлення явища значної відмінності температури плавлення нанокластера певного хімічного елемента від температури плавлення зразка матеріала звичайних розмірів.

 

 

---

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Непочатих Ю. В.;
Ухвалено кафедрою ПРЕ (протокол № 06/2021 від 04.06.2021 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 06-2021 від 29.06.2021 )