Программа Метрологическое обеспечение инновационных технологий 152200 март 2013 (Раздаточные материалы от преподавателя), страница 2

Вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС).

1. Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ).

Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ). Физические принципы СТМ. Аппаратура СТМ. Атомно-силовая микроскопия (АСМ). Физические принципы АСМ. Аппаратура АСМ.

Модуль 3 «Неопределенность и оценка точности измерения параметров нанообъектов и наноструктур» трудоемкостью 1,5 (одна целая пять десятых) зачетных единиц, включает следующие виды аудиторных занятий (в часах): лекций - 14, семинарских занятий -0, практических занятий - 5, лабораторных занятий - 0. В состав модуля также входит самостоятельная работа студентов, которая предусматривает проработку изученного материала и подготовку к контрольной работе (в количестве) – 1, подготовку реферата (в количестве) – 1.

В модуль 3 входят следующие разделы дисциплины:

1. Неопределенность и точность наноизмерений.

Основные понятия. Структура неопределенности результата измерения. Неопределенность модели и метода измерений. Неопределенность средства измерения. Неопредленность позиционирования.

1. Особенности измерения параметров поверхности в сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ).

Интерпретация данных СЗМ. Виды и причины искажения данных СЗМ: пьезокерамика, сканеры, зонды. Методы восстановления формы поверхности в СЗМ.

1. Особенности анализа химического состава образцов в рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).

Интерпретация данных рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Виды и причины искажения РФЭ спектров: немонохроматичность рентгеновского излучения, геометрия измерения.

1. Особенности исследования поверхности в растровой электронной микроскопии (РЭМ).

Разрешающая способность РЭМ. Влияние параметров электронного пучка (зонда) на качество изображения.

Модуль 4 «Метрологический контроль средств измерений в нанотехнологиях » трудоемкостью 1 (одна) зачетная единица, включает следующие виды аудиторных занятий (в часах): лекций - 7, семинарских занятий -0, практических занятий - 2, лабораторных занятий - 0. В состав модуля также входит самостоятельная работа студентов, которая предусматривает проработку изученного материала и подготовку к контрольной работе (в количестве) – 1, подготовку реферата (в количестве) – 1.

В модуль 4 входят следующие разделы дисциплины.

1. Поверка средств измерений.

Основные понятия. Виды и методы поверок.

1. Калибровка в нанометрологии.

Основные понятия. Эталоны и тест-объекты. Калибровка.

1. Методики выполнения измерений.

Аттестация методик измерений, утверждение типов средств измерений.

1. Примеры метрологического контроля средств измерений в нанотехнологиях.

Метрологический контроль РЭМ. Метрологический контроль АСМ.

1. Практические занятия – семинары.

Практические занятия на семинарах предусматривают проработку и освоение следующих разделов дисциплины.

Модуль 1 «Организационные основы нанометрологии »

1. Анализ нормативной документации.

2. Обсуждение актуальных задач нанометрологии.

Модуль 2 «Техническое обеспечение нанометрологии »

1. Освоение алгоритмов анализа данных спектрофотометрических исследований. Анализ спектров комбинационного рассеяния.

2. Освоение алгоритмов анализа оже-электронных спектров, рентгеновских фотоэлектронных спектров.

3. Освоение алгоритмов анализа спектров рассеяния медленных ионов.

4. Освоение алгоритмов анализа изображений туннельной и атомно-силовой микроскопии.

Модуль 3 «Неопределенность и оценка точности измерения параметров нанообъектов и наноструктур »

1. Изучение особенностей измерения параметров поверхности в сканирующей зондовой микроскопии.

2. Освоение методов восстановления формы поверхности по данным СЗМ. Исследование сканов углеродных нанотрубок, опаловой матрицы.

Модуль 4 «Метрологический контроль средств измерений в нанотехнологиях »

1. Анализ существующих методик измерения объектов нанотехнологий.

2. Освоение приемов метрологического контроля отдельных видов аналитического оборудования и средств измерений.

1. Лабораторные работы (с использованием измерительной техники и экспериментального или производственного оборудования)

не предусмотрены

1. Самостоятельная работа

4.5.0. Входной контроль готовности студента к освоению дисциплины в соответствии с п. 1.3 программы проводится по результатам письменного контрольного тестирования на первых неделях занятий. Целью тестирования является установление уровня знаний, имеющегося у студента после изучения дисциплин: «Конструкторско-технологический практикум», «Техника эксперимента в электронике и наноэлектронике», «Метрология, стандартизация и сертификация». Задание, как правило, содержит 2 задачи, на решение которых отводится 30-45 минут.

Типовое задание для оценки готовности студента к освоению дисциплины «Метрологическое обеспечение инновационных технологий»:

В таблице 1 приведены значения выборочных измерений 10 партий наносимых термическим испарением в вакууме резисторов. Номера партий и номер задачи для каждого варианта приведены в билетах.

Задача 1 Оцените расхождение средних значений сопротивлений между двумя партиями резисторов

Задача 2: Определить правильность настройки на величину 1000 Ом установки для напыления резисторов, если i- и j-ые партии наносились на одной установке

Задача 3: Определите границы существования истинного значения математического ожидания для выборки, в которую входят результаты замеров i- и j-ых партий резисторов при доверительной вероятности 0,95

Задача 4: Определите наличие грубых ошибок в общей выборке, состоящей из замеров двух партий резисторов

Задача 5: Определите, одинакова или различна точность замеров двух партий резисторов

Задача 6: Определите, одинакова или различна точность замеров некоторых партий резисторов.

Таблица 1

Номер партии	Результаты измерений, Ом
1 2 … 10	984 961 982 1110 1064 1042 1018 1055 1064 928 … …

4.5.1.Домашние задания

Модуль	Тема самостоятельной работы (виды заданий)	Трудо- емкость в час.	Срок выдачи задания	Срок сдачи зада ния	Форма контро ля	Рейти нговая оценка	Лите ратура
1 семестр
М2	Домашнее задание Физические основы методов исследования наноструктур	6	5	7	Защита	5	[1,2]
М3	Домашнее задание Оценка точности измерения параметров нанообъектов	6	10	12	Защита	5	[ 1,2 ]

4.5.2. Выполнение текущих (еженедельных) домашних заданий.

Выполнение текущих (еженедельных) домашних заданий предусмотрено в виде проработки разделов лекционного курса, необходимых для подготовки к контрольным мероприятиям, подготовки рефератов. Контроль проводится на консультациях и при защите соответствующих работ.

4.5.3 Рефераты (эссе и т.п.)

Модуль	Рефераты (направления)	Трудо- емкость в час.	Срок выдачи	Срок сдачи	Форма контроля	Рейти нговая оценка	Лите ратура
3 семестр
М1	- Наноиндустрия в России и за рубежом; - Стандарты на методы контроля в области нанотехнологий.	4	4	5	Презентация	5	[2,3,6,8]
М2	- Перспективные методы исследования объектов нанотехнологий; - Возможности современной аппаратуры для исследования нанообъектов; - Сравнительный анализ методов измерения линейных размеров нанообъектов	6	6	8	Презентация	10	[1,2,3,7]
М3	- Неопределенность и оценка точности измерения параметров нанообъектов на примере НИР; - Алгоритмы поиска и выделения объектов; - Взаимодействия измерительного средства с объектом измерения	6	11	13	Презентация	10	[1,2,3,7]
М4	- Метрологические стандарты для нанотехнологий; - Выработка системы эталонов на основе физических констант	4	15	16	Презентация	5	[1,2,3,6,8]

4.5.4. Подготовка к контрольным мероприятиям и их проведение

Модуль	Контрольные мероприятия	Трудо-емкость, cам/ауд. (час.)	Контроль выполнения работы
1	Рубежный контроль по материалу модуля	4/1	Тест на семинаре
2	Рубежный контроль по материалу модуля	6/1	Тест на семинаре
3	Рубежный контроль по материалу модуля	6/1	Тест на семинаре
4	Рубежный контроль по материалу модуля	4/1	Тест на семинаре

1. Научно-исследовательская работа

не предусмотрена

1. Рейтинговая система контроля освоения дисциплины

	Неделя проведения контроля модуля	Оценка за модуль в баллах
		Максимальная	Минимальная
Модуль 1	5	20	11
Модуль 2	10	30	16
Модуль 3	15	30	17
Модуль 4	17	20	11

Контрольные мероприятия в каждом модуле проводятся в виде письменных тестов и презентации рефератов. В рейтинговые баллы по модулю входит оценка по результатам теста, оценка за качество презентации, оценка за инициативность, учитывается также своевременность выполнения всех разделов модуля.

Для получения положительной оценки знаний за модуль необходимо получить по крайней мере минимальное значение баллов за каждый его раздел. При выставлении итоговой оценки по дисциплине в семестре проводится пересчет баллов в оценки за контрольные мероприятия по рекомендациям Положения о модульно-рейтинговой системе Университета.

Типовые варианты заданий и вопросов для подготовки.

Модуль 1 «Организационные основы нанометрологии »