Физика и диагностика поверхности

Цели и задачи дисциплины

Общей тенденцией развития электроники является предельная миниатюризация ее устройств, приборов и систем. Два десятка лет назад электроника первой преодолела нанометровый масштаб в создании своей элементной базы, а сейчас вплотную приблизилась к субнанометровому диапазону и атомному пределу. Уменьшение линейных размеров элемента ведет к увеличению доли поверхностных атомов и, соответственно, к тому, что эти атомы начинают играть определяющую роль в формировании свойств элемента. Это объясняет, почему знание строения и свойств поверхностей материалов становится одним из главных условий развития электроники в ее наноразмерной форме. Помимо этого, надо иметь ввиду, что почти все процессы формирования свойств материалов вообще и электронных материалов, в частности, начинаются на поверхности и идут через поверхность: выращивание кристаллов, их легирование, термообработка, имплантация, коррозия, растворение, сублимация, адсорбция и пр. Этими процессами надо управлять, если речь идет о создании материалов с заданными свойствами, или их контролировать, когда они идут самопроизвольно и ведут к деградации служебных свойств материалов. Перечисленные обстоятельства определяют роль и место дисциплины "Физика и диагностика поверхностей" в обучении специалистов по электронике и наноэлектронике. Целью изучения этой дисциплины является овладение: 1) базовыми представлениями, принципами и законами формирования структуры и свойств поверхностей твердых тел, и 2) основными методами инструментального контроля этих свойств и наблюдения структуры. Поставленная цель достигается решением следующих задач: 1) Освоение физических принципов, определяющих строение и свойства свободных поверхностей твердых тел. 2) Изучение механизмов взаимодействия поверхности материалов с окружением, ведущих к изменению свойств поверхности. 3) Изучение теоретических основ методов диагностики поверхностей и основанных на этих методах экспериментальных методик.

Краткое содержание дисциплины

На изучение курса "Физика и диагностика поверхностей" отводится 72 часа учебного времени. Курс состоит из трех частей - лекций (50% времени ), практических занятий и семинаров (17% ) и самостоятельной работы (27%), оставшееся время отводится на консультации и промежуточную аттестацию (зачет). По содержанию курс делится на два раздела - физика поверхностей и методы диагностики поверхностей. В каждом из разделов в настоящее время накоплен огромный объем знаний, который невозможно освоить ни в каком курсе конечной длины, тем более что этот объем стремительно растет. Достаточно сказать, что если три десятка лет назад количество только экспериментальных методик оценивалось числом 50, то сегодня оно выросло до 130. Поэтому в настоящем курсе рассматриваются только основные принципы формирования структуры и свойств поверхностей, методов их экспериментального исследования и типичные опытные данные. Это составит базу для более глубокого изучения предмета, если к нему возникнет интерес или заставит необходимость.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-1 Способен строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования