1. Мета: отримання глибоких та систематизованих знань з фізики поверхні і тонких плівок, що включає коло питань, що становлять основу сучасних фізичних моделей, які можна застосувати для опису поверхні твердих тіл та тонкоплівкових систем.
Завдання – ознайомлення студентів з основними фізичними ефектами і явищами, характерними для систем зі зниженою розмірністю, а також сучасними методами створення та дослідження тонкоплівкових систем та поверхні твердих тіл.
Міждисциплінарні зв’язки. Навчальна дисципліна «Фізика тонких плівок» базується на вивченні таких дисциплін, як: «Загальна та теоретична фізика», «Фізика твердого тіла», «Основи наукових досліджень» «Математичний аналіз».
2. Компетенції, що формуються під час вивчення дисципліни:
Здатність застосовувати набуті знання в практичних ситуаціях. Здатність використовувати системні знання з фізики. Здатність аналізувати предметні задачі, розглядати різні способи їх розв’язування. Здатність застосувати основні теоретичні положення фізики, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів освітньої програми. Здатність продемонструвати та застосувати знання з фізики. Здатність виокремлювати компоненти професійних задач, пояснювати їх взаємозв’язки та розробляти, пропонувати різні шляхи розв’язування задачі. Здатність формувати ціннісний аспект фізико-технологічних знань, координувати їх емоційне сприйняття студентами, розробляти і пропонувати різні форми та види виховання позитивного ставлення до засвоєння їх основ та методів.
3. Зміст навчальної дисципліни за модулями та темами:
Курс складається з 2-х змістових модулів: «Основи фізики поверхні твердих тіл» та «Основи фізики тонких плівок».
Модуль 1. Основи фізики поверхні твердих тіл
Тема 1. Вступ. Структура поверхонь. Поверхнева кристалографія. Поверхні з адсорбатами. Дефекти на поверхнях
Тема 2. Статистична термодинаміка поверхонь. Внутрішня енергія та вільна енергія.
Тема 3. Коливальні збудження на поверхнях. Поверхневі фонони.
Тема 4. Електронні властивості. Поверхневі плазмони. Електронні стани на поверхнях.
Тема 5. Дифузія на поверхнях. Стохастичний рух. Континуальна теорія дифузії. Бар’єр Ерліха-Швебеля.
Модуль 2. Основи фізики тонких плівок
Тема 1. Тонкі плівки. Стадії росту тонких плівок. Механізми росту тонких плівок
Тема 2. Носії заряду в тонких плівках. Принцип розмірного квантування. Квантові ями
Тема 3. Квантово розмірні ефекти. Коливання у повній енергії тонких плівок.
Тема 4. Зосередження поверхневих станів на дефектах. Коливальна взаємодія.
Тема 5. Електронний транспорт. Провідність в тонких плівках.
4. Обсяг вивчення навчальної дисципліни: 4 кредит ЄКТС, 120 годин, з них 40 годин аудиторної та 80 годин самостійної роботи.
5. Форма семестрового контролю: залік.
6. Викладачі: Оптасюк Сергій Васильович. кандидат фізико-математичних наук, доцент.
7. Перелік основної літератури
- Charles P. Poole, Frank J. Owens. Introduction to Nanotechnology. (John Wiley & Sons). 2003.
- Harald Ibach. Physics of Surfaces and Interfaces. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006).
- А.Я. Шик, Л.Г. Бакуева, С.Ф. Мусихин, С.А. Рыков. Физика низкоразмерных систем. Наука. СПб. 2001. 4. Nanotechnology and Nanoelectronics. Edd. By W. R. Fahrner. (Springer, NY, 2005).
- А.И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Физматлит. Москва. 2005.
- Bunshah, Roitan F (editor). «Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings», second edition (1994)
- Глэнг М. Технология тонких пленок. М., “Металлургия” – 1970
- Справочник по технологии микроэлектронных устройств. – Львов “Каменяр”, 1986 – 287 с.