Зондові методи у наноелектроніці

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Факультет радіофізики, біомедичної електроніки та комп'ютерних систем

Звіт з асистентської практики

Лекція на тему “Зондові методи у наноелектроніці”

Виконав:

Студент групи РЕ-51

Буряк М.М.

Керівник:

Боцула О.В.

Харків - 2020

Зміст

Звіт

Індивідуальний план асистентської практики студента

План-конспект лекції

Огляд презентації на тему «Зондові методи в наноелектроніці»

План-конспект кураторської години

Аналіз лекціонних занять викладачів-методистів

Перелік використаної літератури

Додаток

Звіт

Педагогічна (асистентська практика) є обов'язковим компонентом програми професійної підготовки фахівців магістерського рівня вищої освіти за спеціальністю 153 “Мікро- та наносистемна техніка”. Педагогічна практика є однією з форм організації навчального процесу, яка направлена на набуття умінь у професійний педагогічній діяльності, що дозволяє пов'язати теоретичне навчання з практичною діяльністю студентів. Мета і завдання педагогічної практики визначаються на основі вимог державного освітнього стандарту до випускників університетів магістерського рівня вищої освіти. Основна мета практики - опанування студентами основних вмінь та навичок педагогічної діяльності, підготовка студентів до здійснення освітнього процесу, формування у них професійних якостей викладача через включення їх у навчальний процес освітньої установи.

Під час проходження практики я спланував і провів лекційне заняття, вивчав методики організації і форми виховної роботи зі студентами, розробляв індивідуальний план роботи викладача згідно з планом роботи кафедри і викладачів поточних дисциплін, отримав досвід педагогічної роботи викладача-методиста кафедри фізичної, біомедичної та комплексних інформаційних технологій. Вчився аналізувати та прогнозувати ступінь ефективності застосування певних методів, форм і засобів організації навчальної та виховної роботи. Формував свої організаційни навички, керування дискусією під час заняття, дослідницькою роботою студентів, стимулювання пізнавальної діяльності студентів. Розвивав свої комунікативні навички та вміння налагодження зі студентами довірливих та педагогічно правильних стосунків. Вчився збирати необхідний матеріал для проведення лекційних та семінарських занять, контрольних робіт, готувати тематику і матеріали для написання студентами рефератів і курсових робіт, володіти мовою, вдосконалювати свою техніку мовлення.

Проходження практики допомогло більш детально засвоїти роботу зі студентами як викладача ВНЗ, дало змогу набути вміння та навички викладача, спілкування зі студентами та вдосконалення своїх особистих знань.

Навчально-методична робота полягала у з'ясуванні особливостей планування всіх видів роботи викладача на кафедрі на прикладі роботи викладача-методиста. Також практика допомогла формуванню уявлень про організацію діловодства на кафедрі. Сюди входили такі завдання: відвідування лекційних занять. Аналіз занять, складання плану-конспекту і проведення однієї лекції та однієї кураторської години.

Виховна робота полягала в ознайомленні з системою виховної роботи, вивчення методики планування та організації виховної роботи(проведення бесід, інформацій, дискусій, конференцій). Оволодіння основними методами вивчення складу студентських груп, збирання педагогічної інформації, складання психолог-педагогічної характеристики на академічну групу, окремих студентів.

Індивідуальний план асистентської практики студента

План-конспект лекції

Лекції з курсу: “Зондові нанотехнології в електроніці”

На тему: “Зондові методи у наноелектроніці”

Лекція є важливою ланкою форми організації навчання у ВНЗ. Її мета - формування у студентів основи для оволодіння знаннями, навичками, уміннями. Практичні ж завдання активізують самостійну, творчу, пошуково-дослідницьку діяльність студентів.

Мета лекції, яку я провів, полягала у формуванні знань у студентів про характер трактування проблеми цілісності, яка значною мірою визначає загальну стратегію наукового пізнання в той чи інший період його розвитку. Тим паче, що як педагогічний норматив цілістність представлена і в “формуючій”, і в “розвиваючий” парадігми освіти. Одним із завдань лекції було досягнення розуміння понять(зокрема, цілістність, концептуальність, культура, освіта, дидактика), теорій (холізм, віталізм, інтуїтивізм) та осмислення закономірностей розвитку освіти; розвитку умінь дискусій та діалогу з проблем вдосконалення системи освіти в Україні.

Методи, прийоми, засоби, які були використані:

Оскількі лекція за змістом і понятійним апаратом досить складна, то на початку лекції за допомогою методу мозокової атаки було визначено ключові поняття. Проте в основному застосовувалося монологічна форма подачі змісту лекції з перервами на невеликі дискусії на особливо проблемні питання та питання, що зацікавили студентів. Тематики лекції зумовила і застосування методик наукового аналізу, серед яких: синтез, порівняння, розрізнення, аналогія, узагальнення, екстраполяція, міркування, дедукція, індукція.

Наочність: лекція проводилася у аудіторіїї з обладнанням візуалізації(протектор), тому для забезпечення наочності було розроблено комп'ютерну презентацію.

Огляд презентації на тему «Зондові методи в наноелектроніці»

Під час лекціїї було розглянуто такі основні питання:

1. Структура наноматеріалив;

2. Растрова електронна мікроскопія (РЕМ);

3. Просвічувающа електронна мікроскопія (ПЕМ);

4. Атомно-силова мікроскопія (АСМ);

5. Скануюча тунельна мікроскопія (СТМ);

6. Мікроскопія на основі фокусированих іонных пучків;

7. Вторична іонная масс-спектрометрія;

8. Оже-спектроскопія.

У вступній частині лекції разом зі студентами за допомогою мозкового штурму визначили значення ключових понять. Тема моєї лекції була логічним продовженням курсу, який мав назву «Наноматеріали».

Повний текст, є поясненням до слайдів, та разом із ними представлені у Додатку 1.

Наприкінці лекції я зробив висновок з даної теми, оцінив взаємодію зі студентами та подякував їм за увагу. Загалом результати такі: інофрмаційна цінність лекції полягає в отриманні нових знань, засвоєння необхідних понять, виховний план полягає у розумінні переорієнтації освіти на творчі особливосты окремої людини. Таким чином основні цілі лекції були досягнуті.

План-конспект кураторської години

Тема: «Відродження інтересу до науки»

Виховна мета: Стимулювати відродження втраченого інтересу до науки (насамперед у молоді). «Ландау Центр» - найпопулярніше на сьогодні місце, де навчання перетворюється на задоволення, а процес пізнання стає сенсом життя.

Місце, час проведення: Навчальний центр «Ландау Центр» Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна о 14:00.

Кількість студентів - 10, вік 19-21, група РЕ - 41.

Етапи підготовки та проведення: По-перше необхідно було вирішити що запропонувати студентам для того щоб кураторська година була проведена з користю і інтересом. Разом з групою РЕ-41 ми вирішили що відвідування “Ландау центру” буде максимально продуктивно для зацікавленості студентів. Вся група була задоволена рішенням. Після чого ми відвідали “Ландау Центр” де студенти побачили та дізналися для себе багато цікавого і корисного.

Педагогічні висновки: Для групи РЕ-41 була проведена кураторська година на якому ми відвідали “Ландау Центр”. Студенти активно слухали та спостерігали за різними фізичними процесами. Ставили питання і брали участь в проведенні різних експерементів і вступали у дискусію зі мною і між собою. Також вони розкривалися та деякі з них висловили бажання прийняти участь у справжніх дослідженнях.

Основними цілями проведення кураторської години є: забезпечення умов для поглиблення і закріплення знань студентів, набутих під час лекцій та у процесі самостійного опрацювання навчальної літератури, створення умов для колективного творчого обговорення найбільш складних питань навчальних курсів, активізація самостійного вивчення наукової та методичної літератури, формування навичок самоосвіти, володіння методами аналізу фактів.

Аналіз лекціонних занять викладачів - методистів

Відвідавши лекційне та семінарське заняття викладача, кандидата фізиком-математичних наук, Боцули Олега Вікторовича зрозумів, що семінарські заняття органічно доповнюють лекції. Основними цілями проведення семінару на дану тему є: забезпечення умов для поглиблення і закріплення знань студентів, набутих під час лекцій та у процесі самостійного опрацювання навчальної літератури, створення умов для колективного творчого обговорення найбільш складних питань навчального курсу, активізація самостійного вивчення наукової та методичної літератури, формування навичок самоосвіти, володіння методами аналізу фактів.

Нормативна навчальна дисципліна “Зондові нанотехнології в електроніці” є однією з фундаментальних дисциплін підготовки спеціалістів за спеціальністю 153 “Мікро- та наносистемна техніка” і має за мету надання майбутнім інженерам мікро- та наносистемної техніки - знань та вмінь організації наукових досліджень у вищих навчальних закладах України 3 та 4 рівнів акредитації, в наукових установах Національної академії наук України, галузевих науково-дослідних інститутах, центрах та комерційних структурах.

На семінарах розгядалися питання та задачі пов'язані з наноструктурними матеріалами, їх властивостями та різними типами іх сканування. Таким чином, проведення семінару забезпечило виконання таких функцій: навчальна (поглиблення, конкретизація та систематизація знань); розвиваюча (розвиток логічного мислення, набуття навичок роботи з літературою); виховна; діагностично-корекційна (контроль за якістю засвоєного матеріалу у формі опитування та застосування методу кейс-пакету).

Вразило те, як вільно викладач поєднував науковість із доступною формою викладу змісту семінару, як організовува роботу семінарського заняття, забезпечуючи мотивацію, ведучи бесіду із студентами та водночас контролюючі хід дискусій та презентацій результатів роботи студентів.

Протягом семінару Олег Вікторович використовував і методи переконування, і метод “питання-відповідь”, а також методи наукового аналізу - синтез, порівняння, розрізнення, аналогія, узагальнення. Відмінною рисою даного семінарського заняття було застосування методи кейс-пакету. Для цього група була поділена на три групи, для цих груп було представлено три різні проблеми. Завданням студентів була організація презентацій з даних тем з використанням різних методів дослідження та обгрунтування необхідності їх застосування. Призначення подубних методів полягає передусім у розвитку творчості студенті, їх наукового мислення та набутті реальних практичних навичок, що знадобляються їм для виконання їх дипломних проектів. Крім того, подібні завдання розвивають комунікативні здібності студентів, вміння вести дискусію, обгрунтовувати власну позицію. Я зрозумів, що такі завдання сприяють позитивній установці на плідну співпрацю, сприяють зростанню інтересу до данної теми та до процесу навчання в цілому, сприяють мотивації до набуття нових знань. Важливим є і застосування різних форм взаємодії: групові форми поєднувалися із колективною роботою, а потім з організацією відповідних дискусій, де кожен міг реалізувати свої амбіції. Зворотному зв'язку сприяла і професійна поведінка викладача, педагогічний такт та повага студентів до викладача.

Отже, в результаті проведення такого семінару студент повинен вміти:

- вибирати напрямки і теми наукових досліджень;

- вибирати методи і методики, методичні і процедури наукового дослідження;

- працювати з фактографічними та документальними джерелами інформації;

- системазувати, аналізувати та узагальнювати інформаційний матеріал;

- готувати та оформлювати наукові повідомлення, наукові доповіді, наукові статті, кваліфікаційні наукові праці;

- готувати до захисту та захищати кваліфікаційні роботи.

Перелік викоростаної літератури

1. Миронов В.Л. Основы сканирующей электронной микроскопии. Учебное пособие. - Нижний Новгород 2004. - 113 с.

2. Vlad-Andrei Antohe Quantum Rings Produced by Nanolithography with an Atomic Force Microscope Research Thesis Hannover, September 2004.

3. В.П. Драгунов, И.Г Неизвестный, В.А. Гридчин Основы наноэлектроники: Учебное пособие. - М: Логос. 2006. - 496 с.

4. Нагорнов Ю.С., Ясников И.С., Тюрьков М.Н Способы исследования поверхности методами атомно-силовой и электронной микроскопии Тольятти: ТГУ, 2012, 58 с.

Допоміжна література

1. Г. Бинниг, Г. Рорер Сканирующая туннельная микроскопия - от рождения к юности Успехи физияеских наук, 1988. - том 154, вып. 4.

2. А.В. Картавых, Н.С. Маслова, В.И. Панов, В.В. Раков, С.В. Савинов Туннельная спектроскопия атомо в примесей в монокристаллической полупроводниковой матрице Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 4

Додаток

наноелектроніка метод зондовий

1. Нанонаука - наука яка працює з об'єктами з розмірами порядку нанометра. Приклади: Хімічні реакції, освіту склеювання, тощо.

2. Нанотехнології - технології працюють на принципах маніпуляції об'етов нанометрових розмірів, оптимізації. Приклади: Наночастки, одномолекулярного транзистори, одноячеечние зображення / операції, тощо. Формування технологічного ланцюжка кілька атомів Ўъ молекула Ўъ будівельні блоки матеріалів.

3. Наномасштабних дослідження призводить до оптимізації матеріалів в атомних / молекулярних масштабах (наприклад, монокристалів) підхід знизу вгору, для якого центральний і найбільш критичний метод - наномасштабних зображення і зондування, розроблене таким чином для характеристики розміру, структури, морфології наноматеріалів і їх зв'язок з оптичними, електричними і магнітними властивостями.

4. Витрати на натехнологіі: $ 32 млрд. На продаж нанотехнологій, 2008 рік; $ 2,6 трлн, до 2014 року; $ 1,85 млрд, федеральний бюджет на науково-дослідні і дослідно-конструкторські роботи з нанотехнологій 2011, 2012 роки.

5. Фейнман розглянув ряд можливостей загальних підходів в управлінні матерією в атомному масштабі. Його особливо цікавили можливості більш щільною комп'ютерної схеми, мікроскопи, які могли бачити в масштабах набагато менших, ніж це можливо з електронними мікроскопами. Ці ідеї були пізніше реалізовані за допомогою скануючого тунельного мікроскопа (СTM), атомно-силового мікроскопа (АСМ) та інших методів скануючої зондової мікроскопії (СЗM).

6. Растрова електронна мікроскопія (РЕМ); Просвічувающа електронна мікроскопія (ПЕМ); Атомно-силова мікроскопія (АСМ); Скануюча тунельна мікроскопія (СТМ); Мікроскопія на основі фокусированих іонных пучків; Вторична іонная масс-спектрометрія; Оже-спектроскопія.

7. Мікроскопія. Переваги: 1) Пряма візуалізація без необхідності попередньої обробки зразка, єдина мікроскопія для реальної передачі кольору. 2) Швидко і адаптується до всіх видів систем зразків, від газових, рідких і твердих систем проби, в будь-яких формах або геометрії. 3) Простота інтеграції з системами цифрових камер для зберігання і аналізу даних. Недоліки: 1) Низький дозвіл, зазвичай аж до субмикронного або декількох сотень нанометрів, в основному через межі дифракції світла.

8. Електронний пучок фокусується в невеликій зонд і растеріруется по поверхні зразка. Взаємодій з зразком призводять до випускання електронів або фотонів, відбуваються в міру проникнення електронів на поверхню. Викинуті частки можуть бути зібрані за допомогою відповідного детектора для отримання цінної інформації про матеріал. Найбільш безпосереднім результатом спостереження в скануючому електронному мікроскопі є те, що він відображає форму зразка. Дозвіл визначається діаметром пучка.

9. У просвічує електронної мікроскопії (ТЕМ) пучок сильно сфокусованих електронів спрямовується до витонченого зразком (<200 нм). Зазвичай сканування не потрібно - допомагає вищий дозвіл в порівнянні з СEM. Високоенергетичні падаючі електрони взаємодіють з атомами в зразку, створюючи характеристичне випромінювання і частки, що забезпечують інформацію для характеристики матеріалів. Інформація виходить як з відхилених, так і невідхиленому переданих електронів, назад розсіяних і вторинних електронів і випускаються фотонів.

Размещено на Allbest.ru