Программа Метрологическое обеспечение инновационных технологий 152200 март 2013 (1027613), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

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

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.)

4.5.4. Подготовка к контрольным мероприятиям и их проведение

1. Научно-исследовательская работа

не предусмотрена

1. Рейтинговая система контроля освоения дисциплины

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 »

- Письменная контрольная работа (тест):

1. Каковы правовые основы метрологической деятельности?

2. Каковы правовые основы обеспечения единства измерений?

3. Охарактеризуйте научную базу стандартизации в области нанотехнологии.

4. Опишите характер требований нормативных документов в области стандартизации в сфере нанотехнологий.

Модуль 2 «Техническое обеспечение нанометрологии »

- Письменная контрольная работа (тест):

1. Какие из этих явлений свойственны для атомно-силовой микроскопии?

• невозможность обрабатывать образцы в атмосфере

• возможность проводить in-situ измерения

• получение одновременной информации о всей поверхности образца

• возможность измерения поверхностного заряда

• возможность измерения поверхностной проводимости

1. Какой из данных методов НЕ является двухпроходным методом АСМ?

• Магнитно-силовая микроскопия

• Контактная атомно-силовая микроскопия

• Электросиловая микроскопия

• Метод Кельвина

1. Как зависит сила туннельного тока в СТМ от расстояния между зондом и образцом в простейшей модели?

• Линейно

• Квадратично

• Экспоненциально

• Не зависит

1. Как называется задача, описывающая контакт кантилевера АСМ и образца с точки зрения теории упругости?

• Проблема Биннига

• Задача Герца

• Задача Гамакера

• Эта задача не имеет именного названия

1. Что обычно означает аббревиатура CBS применительно к сенсорным системам?

• Сенсоры, основанные на измерении тока (Current-based sensors)

• Сенсоры, основанные на кантилеверах (Cantilever-based sensors)

• Сенсоры, использующие ферменты в качестве биоматериала, то же что CABS (Catalytic activity based sensors)

• Химически связанные распознающие системы, то же что CBDS (Chemically bound detection systems)

1. Определить давление остаточных газов в вакуумной камере электронного спектрометра, необходимое для того, чтобы в ходе эксперимента поверхность исследуемого образца оставалась атомно-чистой.

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

- Письменная контрольная работа (тест):

1. При малых напряжениях и температуре туннельный ток I ∝ exp(− 2κd ). Считая потенциальный барьер между СТМ-зондом и образцом Δϕ = 4 эВ и точность задания туннельного тока ΔI / I = 2 %, определить чувствительность Δd СТМ к расстоянию до образца d.

2. Определить долю туннельного тока Ia / Imax на расстоянии одного атома a от центра полусферического платинового СТМ-зонда с радиусом закругления острия R ≈ 100 Å от максимального туннельного тока в центре острия Imax при СТМ–поверхности высоколегированного кремния n-типа (работа выхода ϕ = 5 эВ). Приложенное к зонду напряжение V = −1 В.

3. Объясните причину ассиметричной формы РФЭ спектров.

4. Каково пространственное разрешение метода ОЭС?

5. Почему оптические микроскопы не способны обеспечить атомное разрешение?

Модуль 4 «Метрологический контроль средств измерений в нанотехнологиях »

Характеристики

Список файлов учебной работы