3806

11

•освоение основных физических теорий, позволяющих описать радиационные эффекты в полупроводниковых структурах и в среде, и определение пределов применимости этих теорий для решения современных и перспективных профессиональных задач;

•ознакомление студентов с историей и логикой развития физики радиационных воздействий и основных её открытий. В результате этих занятий студент должен сформировать практические навыки:

– записи условия задачи, в котором выделяются известные данные и конкретизируется вопрос (в процессе конкретизации определяется характеристика процесса, значение которой необходимо найти);

– обоснования выбора пути решения, в котором приводится основная фундаментальная закономерность, позволяющая найти решение задачи;

– вывода основной формулы решения, получения по ней численного значения, анализа полученного результата;

– формулировки ответа на вопрос, поставленный в задаче.

Для формирования перечисленных навыков студент должен самостоятельно разобрать примеры решений, приводимые в пособии (для заочной формы обучения) или в конспекте практического занятия, и самостоятельно решить несколько задач различного уровня сложности на пройденные разделы дисциплины. При необходимости следует обращаться за консультацией к преподавателю.

В процессе подготовки к практическим занятиям рекомендуется обсуждение материала с другими студентами, во время которого закрепляются знания, а также приобретается практика изложения и обсуждения полученных знаний, развиваются коммуникативные навыки.

В ходе практических занятий по физике студенты знакомятся с алгоритмом и типовыми приемами решения задач. Полученные знания закрепляются путем выполнения индивидуальных заданий по теме практического занятия. Каждый студент получает свой вариант индивидуального задания. Темы практических занятий приведены в таблице 1.

Темы практических занятий по дисциплине «Радиационные эффекты в полупроводниковых структурах»

Таблица 1

Общий алгоритм решения задач по дисциплине «Радиационные эффекты в полупроводниковых структурах»

Решение любой задачи по дисциплине «Радиационные эффекты в полупроводниковых структурах» можно разделить на следующие этапы.

1.Краткое представление условия задачи заключается в записи известных и искомых величин, где приводятся численные данные в том виде,

вкотором они имеются в условии задачи. Здесь же указываются сведения, заданные неявно (например, в графической или табличной формах).

2.Перевод всех данных в условии величин в единую систему единиц

– обычно в Международную систему единиц (СИ).

3.Аналитическое решение задачи. На этом этапе, прежде всего,

следует установить, какие физические закономерности лежат в основе данной задачи. Начинать советуем с формулы, которая содержит искомую величину. Затем из формул, выражающих эти закономерности, надо найти решение задачи. При этом следует придерживаться известного положения: число уравнений в составляемой системе уравнений должно быть равно числу неизвестных. Решая аналитически эту систему уравнений любым удобным методом, нужно получить расчетную формулу искомой величины.

4.Проверка размерности искомой величины. Прежде чем произво-

дить вычисления, необходимо проверить размерность полученного результата. Для этого в расчетную формулу вместо физических величин подставляют их единицы измерения. Проверка положительна, если после упрощения выражения получена единица измерения искомой величины. Если нет, то надо искать ошибку в преобразованиях при выводе расчетной формулы.

5.Вычисление. Численный результат получается путем подстановки численных значений известных величин в расчетную формулу и вычислени-

13

ем полученного арифметического выражения. Расчеты, как правило, упрощаются, если величины представить в виде небольшого числа и множителя, отражающего десятичный порядок данной величины. Например,

12300 = 1,23 104 или 0,00123 = 1,23 10–3.

При вычислениях следует использовать микрокалькулятор. Результат округляется до трех значащих цифр.

Представленная последовательность действий может быть полезной при решении как расчетных, так и качественных задач.

Примеры оформления решения задач

1. Условие: Оценить минимальный размер области локализации электрона, энергия которого не превышает 10эВ.

Δp – погрешность измерения импульса частицы. Из этого соотношения, полагая, что максимальное значение погрешности не может превышать импульс частицы получим для минимального размера области локализации электрона выражение:

x h p .

Отсюда видно, что минимальный размер области локализации частицы совпадает с длиной ее волны де Бройля. В нерелятивистском случае энергия электрона и его импульс связаны соотношением:

We p2 .

2me

Из этого выражения получаем p 2meWe . Тогда окончательное выражение для минимального размера области локализации электрона будет иметь вид:

x h2meWe .

Подставляем числа

Ответ: Минимальный размер области локализации электрона, энергия которого не превышает 10 эВ, равен x=3,89 Å.

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Каждое индивидуальное задание представляет собой набор нескольких задач, относящихся к определенному разделу физики. Цель индивидуального задания – практическое освоение теоретического курса и приобретение навыков решения задач, имеющих как учебный, так и прикладной характер.

Решенные примеры не заменяют учебный и лекционный материал, поэтому перед выполнением задач следует ознакомиться с соответствующими разделами теоретического курса лекций или учебников, которые приведены в рекомендуемом списке литературы.

Впроцессе расчетов следует обратить внимание на согласованность единиц измерения величин, входящих в формулы. (Не забывайте писать, в каких единицах получен результат). Рекомендуемые единицы измерения приведены в перечне используемых обозначений. Все арифметические вычисления следует выполнять с точностью до трёх значащих цифр, принятой для инженерных расчётов.

После решения задач, входящих в задание, листы с решениями брошюруются и снабжаются титульным листом с обязательным указанием дисциплины, номера варианта задания и данных студента.

При представлении задач обязательными элементами являются:

–текст задачи и числовые исходные данные;

–расчётные формулы;

–проверка размерностей.

Впроцессе защиты индивидуального задания студентам могут быть предложены контрольные вопросы и задачи из соответствующего раздела курса.

15

Небрежно оформленные и выполненные не по своему варианту индивидуальное задания к защите не принимаются.

Выполнение индивидуальных заданий максимально приближает обучение к практическим интересам с учетом имеющейся информации и является результативным методом закрепления знаний.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ОТЧЕТА ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у студентов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины; на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.

Рефераты должны отвечать высоким квалификационным требованиям в отношении научности содержания и оформления.

16

Темы рефератов, как правило, посвящены рассмотрению одной проблемы. Объем реферата может быть от 5 до 15 страниц машинописного текста (список литературы и приложения в объем не входят).

Текстовая часть работы состоит из введения, основной части и заключения.

Во введении студент кратко обосновывает актуальность избранной темы реферата, раскрывает конкретные цели и задачи, которые он собирается решить в ходе своего небольшого исследования.

Восновной части подробно раскрывается содержание вопроса (вопросов) темы.

Взаключении кратко должны быть сформулированы полученные результаты исследования и даны выводы. Кроме того, заключение может включать предложения автора, в том числе и по дальнейшему изучению заинтересовавшей его проблемы.

Всписок литературы студент включает только те документы, которые он использовал при написании реферата.

Вприложении (приложениях) к реферату могут выноситься таблицы, графики, схемы и другие вспомогательные материалы, на которые имеются ссылки в тексте реферата.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ

КЗАЧЕТУ

Впериод подготовки к зачету студенты вновь обращаются к пройденному учебному материалу. При этом они не только закрепляют полученные знания, но и получают новые.

Литература для подготовки к зачету рекомендуется преподавателем либо указана в учебно-методическом комплексе. Для полноты учебной информации и ее сравнения лучше использовать не менее двух учебников. Студент вправе сам придерживаться любой из представленных в учебниках точек зрения по спорной проблеме (в том числе отличной от преподавательской), но при условии достаточной научной аргументации.

Основным источником подготовки к зачету является конспект лекций, где учебный материал дается в систематизированном виде, основные положения его детализируются, подкрепляются современными фактами и информацией, которые в силу новизны не вошли в опубликованные печатные источники. В ходе подготовки к зачету студентам необходимо обращать внимание не только на уровень запоминания, но и на степень понимания излагаемых проблем.

17

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Изучение дисциплины следует начинать с проработки данных методических указаний по самостоятельной работе, особое внимание уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.

Студентам рекомендуется получить в библиотеке ВГЛТУ учебную литературу по дисциплине, необходимую для эффективной работы на всех видах аудиторных занятий, а также для самостоятельной работы по изучению дисциплины.

Успешное освоение курса предполагает активное, творческое участие студента путем планомерной, повседневной работы.

18

Библиографический список Основная литература

1. Таперо К.И. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения / К.И. Таперо, В.Н. Улимов, А.М. Членов. - : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 304 с.: ил.

Дополнительная литература

1.Панюшкин Н.Н. Физика полупроводников и полупроводниковые приборы: Учебное пособие / Н.Н. Панюшкин. – Воронеж : ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, 2016. - 131 с. – Режим доступа http: // Znanium.com/Catalog/product/858616.

2.Радиационные эффекты в кремниевых структурах [Текст] : мет. указания для практических занятий. Индивидуальные задания / Н. Н. Панюшкин ВГЛТА. - Воронеж, 2018. - 80 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ (подготовка к печати).

3.Радиационные эффекты в кремниевых структурах [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 09.05.01 / Н. Н. Панюшкин [и др.] ; ВГЛТУ. - Воронеж, 2018. - 34 с. – ЭБС ВГЛТУ (подготовка к печати).

6.2.Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»

Для освоения дисциплины необходимы следующие ресурсы информационно телекоммуникационной сети «Интернет»:

1.Основная литература – электронная библиотечная система (ЭБС) «Лань»: http://e.lanbook.com/

2.Дополнительная литература – ЭБС Znanium: http://znanium.com/

3.Электронный ресурс библиотеки ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»: http://new.vgltu.ru/BiblSite/index.htm

4.Единое окно доступа к образовательным ресурсам: http://window.edu.ru/catalog/resources/uchebnik-fizika-dlya-vuzov

5.Свободная энциклопедия: https://ru.wikipedia.org/

6.Словари, определения: http://dic.academic.ru/

7.Радиационные эффекты в квантово-размерных полупроводниковых структурах:

http://science.misis.ru/ru/views/896/13963/

8.Радиационные эффекты в интегральных микросхемах: http:window.edu.ru/resource/865/55865/files/rad_effect_ins.pdf

9.Радиационные эффекты:

http:cosmic – rays. ru/books11/20171104.pdf

10.Радиационные эффекты в полупроводниках: http://sun.ts.ru/mminfo/000063105/285/imag/285-095.pdf

19

Учебное издание

Панюшкин Николай Николаевич. Камалова Нина Сергеевна Евсикова Наталья Юрьевна Матвеев Николай Николаевич

Радиационные эффекты в полупроводниковых структурах

Методические указания для самостоятельной работы студентов по всем специальностям