Лучинин В.В. Физика и технология микро

Подождите немного. Документ загружается.

8 семестр

ЗЕТ

7сем

ЗЕТ

6сем

ЗЕТ

5сем

ЗЕТ

4сем

Физическая

культура

ЗЕТ 1

3сем

Физическая

культура

ЗЕТ

2сем

Физическая

культура

ЗЕТ 1

1сем

Физическая

культура

ЗЕТ 6

ДВС №2

ГСЭ,ВЧ

Электричество и магнетизм

ЕН,БЧ

Информационные

технологии

ПР,БЧ

3 4 4 4 6 3

3 2

6 3

5 2 4 4 4 3

3 2

Алгебра и Геометрия

ЕН,БЧ

История

ГСЭ,БЧ

Математический

анализ

ЕН,БЧ

2 4 2 2

ДВС №8

Проф,ВЧ

Философия

ГСЭ,БЧ

Информ.технологии

ПР,БЧ

Химия

ЕН,БЧ

Инженерная и

компьютерная

графика

ПР,БЧ

Основы проектирования

электронной компонентной

базы ПР,БЧ

Методы

математической

физики

ЕН,ВЧ

Правоведение

ГСЭ,ВЧ

Иностранны

й язык

ГСЭ,БЧ

Экономиче

ская

теория

ГСЭ,БЧ

ДВС №10

Проф, ВЧ

ДВС №5

Проф,ВЧ

ДВС №3

Проф,ВЧ

Математический

анализ

ЕН,ВЧ

Компоненты

электронной техники

ПР,ВЧ

Аналоговая

схемотехника

ПР,БЧ

Итоговая государственная аттестация (8

нед.)

Преддипломная

практика

(2 нед.)

Квантовая и оптическая

электроника

ПР,БЧ

Технология материалов и

элементов электронной

техники ПР,ВЧ

Механика и термодинамика

ЕН,БЧ

4 4 2 6

4 4

5 6

Социология

ГСЭ,ВЧ

Иностранный язык

ГСЭ,БЧ

Линейная алгебра

ЕН,ВЧ

Метрология

ПР, БЧ

Физико-химические основы

технологии изделий

электроники и

наноэлектроники

ПР,БЧ

Дифференц

иальные

уравнения

ЕН,БЧ

3 5

2 3

Иностранны

й язык

ГСЭ,БЧ

Оптика и

атомная

физика

ЕН,БЧ

3 3 4 4

2 2 5 5

Электродинамика

ЕН,ВЧ

ДВС №1

ГСЭ,ВЧ

Экономика

организации

ГСЭ, ВЧ

Вакуумная и

плазменная

электроника

ПР,ВЧ

Квантовая механика и

статистическая физика

ЕН,ВЧ

Иностранны

й язык

ГСЭ,БЧ

Специальные разделы физики

ЕН,ВЧ

Теория функций

комплексного

переменного

ЕН,БЧ

Экология

ЕН,БЧ

Организация

производства и

управление

предприятием

ГСЭ,ВЧ

ДВС №7

Проф,ВЧ

Цифровая схемотехника

ПР,ВЧ

Микроволновая

электроника

ПР,БЧ

4 4 4 4 5 4

ДВС №9

Проф,ВЧ

ДВС №4

Проф,ВЧ

ДЗ

Производственная практика

(4 нед.)

Безопасность

жизнедеятельнос

ти

ПР, БЧ

Физика

конденсированного

состояния

ПР, БЧ

Твердотельная

электроника

ПР,БЧ

ДВС №6

Проф,ВЧ

Микро-и

наноэлектроника

ПР,БЧ

Учебная

практика

(2 нед.)

Теоретические

основы

электротехники

ПР,ВЧ

Математический анализ

ЕН,ВЧ

Теория вероятностей и

математическая

статистика

ЕН,БЧ

Материалы электронной

техники

ПР,БЧ

Теоретические

основы

электротехники

ПР,БЧ

4 4 4 4

4 4 4 3 3 12

Рис. 2. Структура учебного плана СПбГЭТУ «ЛЭТИ»:

направление подготовки № 210100.62 «Электроника и наноэлектроника», профиль № 222109.62 «Нанотехнология в электронике»

170

171

4 семестр

Научно-исследовательская практика

(6 нед.)

Научно-исследовательская работа

(12 нед.)

Итоговая

государственная

аттестация

(3 нед.)

ЗЕТ

9 18 3

3 семестр

Иностранный язык

ОН, ВЧ

Современные

проблемы

электроники

ПР,БЧ

Диагностика

микро-

и наносистем

ПР,ВЧ

Нано-

материалы

ПР,ВЧ

ДВС№4 ПР,ВЧ

Нанотехнологии

в устройствах

альтернативной

энергетики

Технология пористых

наноматериалов

Междисцип-

линарный

проект

ПР,ВЧ

Научно-исследовательская

работа

ЗЕТ

2 4 4 4 4 2 10

2 семестр

Иностра

ный

язык

ОН, ВЧ

История

и методология

электроники

ОН, БЧ

Процессы

микро-

и нано-

технологии

ПР,БЧ

Зондовые

и пучковые

нанотехно-

логии

4 ЗЕТ

ДВС№2 ПР,ВЧ

Современные

проблемы нано-

технологии

Неравновесные

явления на грани-

цах раздела фаз

ДВС №3, ПР,ВЧ

Кристаллофизика

Физическая химия

кристаллических

материалов

с дефектами

Научно-

исследова-

тельская

работа

Технологиче-

ская практика

(4 нед.)

ЗЕТ

2 2 4 4 4 4 4 6

1 семестр

Иностра

ный

язык

ОН, ВЧ

Методология

и логика

научных

исследований

ОН, БЧ

Компьютерные

технологии

и моделирова-

ние в электро-

нике ОН, БЧ

Микропро-

цессорная

техника

ПР,БЧ

Материаловеде-

ние микро-

и наносистем

ПР,ВЧ

ДВС №1, ПР,ВЧ

Физика поверхностных

явлений Физика

нанообъектов

и наносистем

Научно-исследовательская

работа

ЗЕТ

2 2 4 4 4 4 10

Рис. 3. Структура учебного плана: направление подготовки № 210100.68 «Электроника и наноэлектроника»;

магистерская программа № 210161.68 «Нанотехнология и диагностика»

171

172

– Электроника и схемотехника;

– Процессы микро- и нанотехнологии;

– Конструирование микро- и наносистем;

– Испытания наноматериалов, микро- и наносистем;

– Нанохимические компоненты;

– Энергетика микро- и наносистем.

Дисциплины по выбору студентов (ДВС) формируют внутри

профиля специализацию, позволяющую адаптировать комплекс знаний

и умений студента к запросам меняющегося рынка труда (табл. 6).

Подготовка магистров по направлению «Электроника и нано-

электроника» осуществляется по трем магистерским программам:

– «Нанотехнология и диагностика»;

– «Наноэлектроника и фотоника»;

– «Нано- и микросистемная техника».

Таблица 6

Дисциплины по выбору студентов вариативной профильной части

учебного плана подготовки бакалавров

Пятый семестр ДВС №3

Кол

лоидная химия

Биоорганическая химия

Шестой семестр ДВС №4

Магнитные материалы и элементы

Магнитная электроника

Седьмой семестр

ДВС №5

Методы исследования микро

и наносистем

Методы микро

и нанодиагностики

ДВС №6

Физика полупроводников

Физика микро

и наносистем

Восьмой семестр

ДВС №7

Моделирование и проектирование элементной

базы микро- и наноэлектроники

Моделирование и проектирование элементной

базы оптоэлектроники

ДВС №8

Элементы микро

и наносистемной техники

Микро

и на

носенсорика

ДВС №9

Методы контроля материалов и элементной

базы электроники

Методы контроля материалов и элементной

базы оптоэлектроники

ДВС №10

Системы автоматизированного проектирования

интегральных микросхем

Проектирование электронной комп

онентной базы

На рис. 3 приведена структура учебного плана магистерской про-

граммы № 210161.68 «Нанотехнология и диагностика».

173

Нормативно-методическая база профессионально-ориентированной

подготовки кадров для наноиндустрии наряду с существующими ФГОС

ВПО должна включать профессиональные стандарты. Разработка кон-

цепции такого стандарта является актуальной задачей, поставленной

Государственной корпорацией «РОСНАНО» при поддержке предста-

вителей научно-педагогической общественности и предприятий, обсу-

дивших подходы к решению этой задачи на специальных совещаниях.

Как ожидается, профессиональный стандарт наноиндустрии позволит

качественно и оперативно производить подбор высокопрофессиональ-

ных кадров для реализации различных проектов в наноиндустрии.

Созданы определенные предпосылки и возможности формирования

профессионально ориентированного стандарта для сферы наноиндустрии.

В качестве наиболее востребованных программ подготовки, по-

вышения квалификации или переподготовки кадров были выделены

следующие:

– «Физика наносистем»;

– «Химия наносистем»;

– «Материаловедение наносистем»;

– «Процессы нанотехнологии»;

– «Методы нанодиагностики»;

– «Наноэлектроника»;

– «Нанооптика»;

– «Наномеханика»;

– «Микро- и наноэнергетика»;

– «Биомедицинские нанотехнологии».

Очевидно, что разработка и реализация профессиональных стандар-

тов наноиндустрии требует больших временных и ресурсных затрат. При

этом основная проблема реализации профессиональных стандартов для

наноиндустрии связана с ее междисциплинарным характером.

Важнейшими элементами обеспечения качества высшего образо-

вания являются:

– кадровый потенциал, основанный на современных научно-

педагогических школах, обеспечивающих преемственность поколений

в сочетании с востребованностью и быстрой адаптацией специалистов

к актуальным научно-техническим проблемам без потери глубины ис-

следований и фундаментальности образования;

174

– лабораторно-экспериментальная база, позволяющая гармонично

сочетать возможность получения знаний-знакомств и знаний-умений.

В настоящее время практически сформирована правовая и мето-

дическая база подготовки и переподготовки кадров в области наноин-

дустрии.

Утвержденные и уже реализуемые в ряде ведущих российских

вузов ФГОС третьего поколения с приставкой «нано» не только объек-

тивно отражают разнообразие научных и практических интересов в

данной междисциплинарной области знаний, но также свидетельству-

ют и об определенной разобщенности научно-методических коллекти-

вов университетов при формировании направлений и программ подго-

товки кадров в интересах наноиндустрии.

В то же время, широкий выбор направлений подготовки и про-

филей в области нанотехнологии а также значительная вариативная

составляющая ее программы для новых образовательных стандартов

позволяют вузам осуществлять подготовку в соответствии с имеющи-

мися научными школами, а главное – в соответствии с новыми, еще не

устоявшимися региональными потребностями в кадрах данной квали-

фикации. Очевидно, что компетенции выпускников (нанотехнологов)

не только отражают современные квалификационные требования, но и

нацелены на опережающее развитие наноиндустрии как приоритетного

направления науки, техники и технологий России.

175

В июле 2011 г. Минобрнауки утвердило Перечень организаций –

участников национальной нанотехнологической сети.

В рамках этой сети СПбГЭТУ «ЛЭТИ» отвечал за разработку об-

разовательной программы подготовки кадров по тематическому на-

правлению «Нанотехнологии для систем безопасности».

Кафедрой микро- и наноэлектроники был разработан учебный

план, созданы и изданы учебно-методические комплексы дисциплин

(УМКД) для 24 дисциплин подготовки бакалавров и магистров по на-

правлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Нанотехноло-

гии для систем безопасности» в части математического и естественно-

научного цикла, а также профессионального цикла. Кроме того, была

создана и внедрена в учебный процесс малобюджетная учебно-научная

лаборатория «Нанотехнология и нанодиагностика».

Перечень дисциплин для обеспечения профиля подготовки бака-

лавров «Нанотехнологии для систем безопасности» по направлению

«Нанотехнология»:

Дисциплины цикла ГСЭ:

1. Патентное право.

Дисциплины цикла МЕН:

2. Механика и теплофизика конденсированных сред.

3. Электродинамика.

Дисциплины профессионального цикла :

4. Физика наносистем.

5. Химия наносистем.

176

6. Материаловедение наноматериалов.

7. Процессы микро- и нанотехнологии.

8. Наноэлектроника.

9. Фотоника.

10. Микро- и наносистемная техника.

11. Контроль, испытания и сертификация наноматериалов и процессов

нанотехнологии.

12. САПР микро- и наносистем.

Перечень дисциплин для обеспечения профиля подготовки маги-

стров «Нанотехнологии для систем безопасности» по направлению

«Нанотехнология»:

Дисциплины цикла ГСЭ:

1. Юридические основы обеспечения безопасности.

Дисциплины цикла ЕН:

2. Неравновесная термодинамика.

3. Биофизика.

Дисциплины профессионального цикла:

4. Безопасность продуктов и процессов наноиндустрии.

5. Наноматериалы специальной техники.

6. Адаптивные интеллектуальные наноматериалы и системы.

7. Корпускулярно-полевая нанотехнология и диагностика.

8. Биомедицинские нанотехнологии.

9. Энергетика микро- и наносистем.

10. Наноразмерная компонентная база информационных и радио-

электронных систем.

11. Микро- и наносистемы для специальных и экстремальных усло-

вий эксплуатации.

12. Нанохимические компоненты.

Предлагаемый перечень обеспечивает вариативную часть учеб-

ного плана подготовки бакалавров и магистров по профилю «Нанотех-

нологии для систем безопасности» по направлению «Нанотехнология»

и способствует формированию соответствующих профессиональных

компетенций. Он содержит специальные дисциплины раскрывающие

подходы к обеспечению правовой, государственной и коммерческой

177

безопасности продуктов нанотехнологии, защиту человека и производ-

ства в области наноиндустрии, современные направления разработки и

формирования наноматериалов, приборов и систем для решения во-

просов безопасности на различных уровнях.

Надо отметить, что кафедра микро- и наноэлектроники уже не

первый год активно и целенаправленно сопровождает научно- образо-

вательную деятельность изданием широкого круга научной и учебно-

методической литературы.

Работа выполнена в рамках ФПЦ «Развитие инфраструктуры на-

ноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы», госконтракт

от 25.11.2010 № 16.647.12.2015 «Адаптация учебно-методического

комплекса дисциплин по тематическому направлению деятельности

ННС „Нанотехнологии для систем безопасности“ под задачи мар-

шрутного обучения студентов».

178

А. В. Афанасьев, А. С. Иванов,

В. А. Ильин, В. В. Лучинин

ЛАБОРАТОРНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

В ИНТЕРЕСАХ НАНОИНДУСТРИИ

Введение

Важнейшим элементом обеспечения качества образования в сфе-

ре наноиндустрии с учетом характерного для нее поискового и меж-

дисциплинарного характера исследований и разработок является лабо-

раторно-экспериментальная база.

Быстрорастущий спрос на квалифицированные кадры для россий-

ской наноиндустрии требует опережающего методического и матери-

ально-технического обеспечения образовательного процесса. Введение

новых образовательных стандартов при подготовке бакалавров и маги-

стров по направлениям «Электроника и наноэлектроника», «Нанотехно-

логии и микросистемная техника», «Наносистемы и наноматериалы»,

«Наноинженерия» предполагает повышение роли лабораторно-практи-

ческой подготовки и интерактивных форм обучения. Учитывая высокую

стоимость современного аналитического и технологического оборудо-

вания и значительные затраты на его эксплуатацию, разработка лабора-

торно-методической базы образовательного процесса в области нано-

технологии и нанодиагностики является крайне актуальной.

В настоящей статье рассмотрены два возможных подхода к лабо-

раторному обеспечению образовательного процесса:

– традиционный, основанный на использовании специализиро-

ванной лабораторно-инструментальной базы в виде модульной мало-

бюджетной учебно-научной лаборатории;

– интерактивный, основанный на организации сетевой системы

дистанционного доступа к многофункциональному аналитико-техно-

логическому оборудованию.

Оба подхода были реализованы в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в рамках

госконтракта №67/2009-0760М/6847/ЦМИД-187 от 28.04.2009 «Ком-

плект специального технологического оборудования» и госконтракта

179

№16.647.12.2021 от 25.11.2010 «Создание функционирующего в режи-

ме удаленного доступа интерактивного учебно-научного комплекса

для выполнения работ по сверхпрецизионному наноразмерному трав-

лению, нанесению и модифицированию материалов с использованием

остросфокусированных ионных пучков и виртуальных симуляторов

указанных процессов».

Модульная малобюджетная учебно-научная лаборатория

«Нанотехнологии и нанодиагностика»

Анализ основных тенденций развития экспериментальной базы

нанотехнологии, методов и средств исследования нанообъектов позво-

ляет сформулировать основные требования к создаваемой учебно-на-

учной лаборатории:

– широта охвата научно-образовательных направлений;

– гибкая востребованность номенклатуры малогабаритного тех-

нологического и контрольно-диагностического оборудования;

– доступность в отношении приобретения, размещения и экс-

плуатации оборудования;

– наличие методического обеспечения для быстрой адаптации

оборудования к образовательному процессу.

Разработанная в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» учебно-научная лаборатория

включает две базовые составляющие: комплекс технологического обо-

рудования с соответствующим методическим обеспечением и ком-

плекс диагностического оборудования, включая методики и специали-

зированные программные средства.

Основной особенностью лаборатории является интеграция в ее

структуре современных базовых процессов нанотехнологий и высоко-

локальных методов анализа и диагностики продуктов этих технологий

– наноразмерных материалов и структур с пониженной размерностью

для приборов различного функционального назначения.

В состав лаборатории входят двенадцать малогабаритных лабо-

раторных установок с методическим и программным обеспечением,

распределенных по двум секторам – сектору нанотехнологии и сектору

нанодиагностики (см. таблицу).

Лучинин В.В. Физика и технология микро - и наносистем

Подождите немного. Документ загружается.