7M07108 Наноматериалы и нанотехнологии (по областям применения) в КБТУ (KBTU)

Дисциплины

• Наноэлектроника для наноиндустрии

  На данной дисциплине магистранты будут изучать основные аспекты наноэлектроники для наноиндустрии. Также магистранты будут ознакомлены с предпосылками возникновения наноэлектроники. Будет рассмотрена роль наноэлектроники в современном мире, общие принципы работы наноэлектронных устройств, ехнологические процессы, используемые для создания объектов наноэлектроники.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Введение в наноинженерию

  Дисциплина предназначена для ознакомления магистрантов с первоначальными понятиями об объектах, процессах и методах наноинженерии, формирования у магистрантов устойчивого интереса к данной области. Задачами дисциплинами является рассмотрение основные термины и определения понятий, используемых для описания нанообъектов и процессов с их участием, истории формирования и развития нанотехнологий, основные виды наноматериалов, их характеристики, области применения, основные физико- и химико-технологические процессы получения наноматериалов и наноструктур, основные физико-химические методы и приборы для исследования и диагностики наноматериалов, нанообъектов и продуктов нанотехнологий. Целью курса является формирование умения и навыки информационного поиска в области наноинженерии, нанотехнологий и наноматериалов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Фундаментальные основы нанотехнологий

  Данная дисциплина направлена на ознакомление магистрантов с основами нанотехнологий и технологий синтеза наноматериалов. На курсе будет представлена история возникновения и основные принципы нанотехнологий, особенности физических взаимодействий на наномасштабах, рассмотрены квантовые эффекты в наносистемах. Будут изучены методы исследования наносистем и наноматериалов, физика наноустройств, устройства оптоэлектроники и наноэлектроники, функциональные неорганические наноматериалы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Компьютерное моделирование наноструктур

  Задачами курса является изучение различных методов литографии, освоение принципов проектирования масок и сопутствующей технологии, а также применение полученных знаний для оптимизации литографических процессов и повышения качества получаемых структур.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Нанохимия и нанотехнология полимеров

  На дисциплине магистрантами будут изучены размерные эффекты, классификация нанообъектов, классификация методов синтеза наночастиц, химические методы синтеза, методы визуализации и исследования наночастиц. Целью курса является ознакомление магистрантов с принципами получения полимерных соединений.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Физические основы микроэлектроники

  На данной дисциплине магистрантами будут получены сведения о физических свойствах и кристаллической решетки полупроводниковых материалов, о зонной теории, а также сведения о принципах создания и работы основных типов полупроводниковых приборов. Целью курса является изучение основных физических принципов и процессов, лежащих в основе работы и проектирования микроэлектронных устройств и систем.Задачей курса является изучение основных физических явлений и законов, определяющих поведение электронов и дырок в полупроводниках. Разбор и анализ основных процессов в полупроводниковых приборах, таких как диффузия, дрейф, рекомбинация, инжекция.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Зонная теория твердого тела

  На данной дисциплине будет изучена квантовомеханическая теория движения электронов в твёрдом теле. Задачами курса являются: понимание природы и объяснение важнейших свойств проводников, полупроводников и диэлектриков. В соответствии с квантовой механикой свободные электроны могут иметь любую энергию — их энергетический спектр непрерывен. Электроны, принадлежащие изолированным атомам, имеют определённые дискретные значения энергии. В твёрдом теле энергетический спектр электронов существенно иной, он состоит из отдельных разрешённых энергетических зон, разделённых зонами запрещённых энергий.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Солнечная энергетика: принципы и технологии

  Магистрантами будут изучены введение в солнечную энергетику, генерация и рекомбинация электронно-дырочных пар, полупроводниковые p-n переходы и параметры солнечных элементов, потери и ограничения эффективности солнечных элементов, кристаллические солнечные элементы. Целью курса является повышение компетенции магистрантов в области солнечной энергетики, предоставив им фундаментальные знания о принципах и технологиях, а также о потенциале использования солнечной энергии в современной энергетике.Задачами курса являются изучение принципов функционирования солнечных энергетических установок и технологий, включая солнечные панели, фотовольтаические системы и термальные солнечные коллекторы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Технология изготовления полупроводниковых наноструктур

  Магистрантами будут изучены основные виды технологии изготовления полупроводниковых наноструктур. Рассмотрены основные физические свойства низкоразмерных полупроводниковых структур: сверхрешеток, квантовых ям, нитей, точек. Изложены принцип размерного квантования и условия наблюдения квантово-размерных явлений, особенности функции плотности со- стояний и статистики носителей заряда, оптические свойства и кинетиче- ские эффекты, в т.ч. в магнитных полях. Примеры практического использования таких структур в наноэлектронике.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Органическая оптоэлектроника

  Магистрантами будут изучены основные аспекты органической оптоэлектроники, высокоэффективные оптоэлектронные структуры, строго упорядоченные монокристаллические материалы. Целью курса является развитие фундаментальных знаний в области органической оптоэлектроники и получение специализированных навыков в исследовании и разработке органических материалов.Задачами курса являются исследование и разработка новых органических материалов и структур для создания эффективных оптоэлектронных приборов, таких как светодиоды, фотодетекторы и солнечные элементы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Методы получения наноматериалов

  Задачами курса является изучение различных методов характеризации тонких пленок, освоение программного обеспечения для моделирования и анализа данных, а также применение полученных знаний и навыков для исследования и оптимизации свойств тонких пленок.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Современные проблемы наноинженерии

  Данная дисциплина предназначена для изучения магистрантами современных проблем наноинженерии, сформированы знания о современных направлениях и перспективах развития наноинженерии, раскрыты сущности процессов, происходящих в материалах, ихструктуре при создании наноматериалов, их физическом и химическом взаимодействии с макро-материалами и живыми организмами.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Нанодисперсные материалы и поверхностные явления

  На данной дисциплине магистрантами будут изучены основные виды нанодисперсных материалов для нефтегазовой отрасли. Также будут изучены размерные эффекты, классификация нанообъектов, классификация методов синтеза наночастиц, химические методы синтеза, методы визуализации и исследования наночастиц. Целью курса является приобретение и расширение знаний о свойствах нанодисперсных материалов и поверхностных явлений, их взаимодействии с другими системами и их потенциальном влиянии на различные отрасли науки и технологии.Задачами курса является изучение свойств нанодисперсных материалов и поверхностных явлений, включая их структуру, поведение в различных условиях и их влияние на физические и химические процессы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Физика конденсированного состояния

  На данной дисциплине магистрантами будут изучены свойства веществ в твердом состоянии, их взаимосвязь с микроскопическим микроскопическим строением строением и составом, эвристическое прогнозирование и поиск новых материалов материалов и физических физических эффектов в них. Целью курса является изучение основных принципов и законов, описывающих поведение вещества в конденсированном состоянии, а также развитие понимания и способности анализировать свойства и явления, происходящие в конденсированных системах.Задачами курса является изучение структуры и свойств конденсированного состояния, освоение методов исследования и эксперимента, применяемых в физике конденсированного состояния, а также применение полученных знаний и навыков для решения конкретных задач и научных исследований в этой области.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Компьютерные технологии в наноэлектронике и микросистемной технике

  Будут изучаться компьютерные технологии в наноэлектронике и микросистемных технологиях, теоретические и экспериментальные исследования, математическое и компьютерное моделирование, проектирование, конструирование, технология производства и эксплуатации материалов, компонентов нанотехнологий и микросистем различного функционального назначения, разработка и применение нанотехнологических процессов и методов нанодиагностики.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Иностранный язык (профессиональный)

  Курс направлен на изучение произносительной нормы языка, чтения, говорения, письма, аудирования, последовательное изучение лексики и грамматики, освоение навыков ситуационного общения, коммуникативных особенностей изучаемого языка. Главной целью освоения дисциплины Иностранный язык является приобретение магистрантами общекультурных компетенций в области иностранного языка, необходимых для успешной профессиональной деятельности специалистов. Обучение английскому языку как основному иностранному языку предполагает сочетание аудиторной и внеаудиторной работы с целью развития творческой активности магистрантов, самостоятельности в овладении иностранным языком, расширения кругозора.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Применение наноустройств в промышленности

  На данной дисциплине магистрантами будет изучено применение различных наноустройств в промышленности, которые изготавливаются из соответствующих материалов, покрытий и имеют наноразмерные параметры. Целью курса является изучение и освоение принципов и методов применения наноустройств в различных областях промышленности, а также развитие навыков и компетенций магистрантов в области проектирования и создания новых наноустройств с применением передовых технологий.Задачами курса является освоение теоретических основ нанотехнологий, изучение принципов работы и способов синтеза наноматериалов, разработка и исследование наноустройств с целью повышения эффективности и инновационности промышленного процесса.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Экспериментальные методы исследования наноматериалов и наноструктур

  На данной дисциплине магистрантами будут изучены основные принципы современных физических методов, используемых для диагностики наноматериалов, и особенностях их применения для исследования различных типов наноструктур. Целью курса является освоение теоретических основ и практических навыков работы с экспериментальными методами исследования наноматериалов и наноструктур. Получение и анализ данных, позволяющих изучать структуру и свойства наноматериалов с высокой точностью, а также разрабатывать новые материалы с определенными характеристиками.Задачами курса является изучение методов синтеза, характеризации и анализа наноматериалов и наноструктур. Проведение экспериментов для определения физических и химических свойств наноматериалов и наноструктур.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Химия твердого тела

  Данная дисциплина направлена на формирование у магистрантов основ знаний по природе химической связи, точечных и протяженных дефектах, процессах диффузии в твердых телах, их взаимодействии с электромагнитным полем, поверхности и реакционной способности твердых тел, установлению взаимосвязи структуры и природы химической связи в твердых телах с их физическими и химическими свойствами, играющими ключевую роль при их использовании в практических приложениях. Будут изучены разные аспекты твердофазных веществ, в частности, их синтез, структура, свойства, применение и другое.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Введение в процессы литографии

  На данной дисциплине магистрантами будут изучены основные аспекты процессов литографии - виды фоторезистов, последовательные этапы нанесения, снятия фоторезистов, травление, многослойная фотолитография, применение фотолитографии в солнечной энергетике. Целью курса является ознакомление магистрантов с основными принципами и методами литографии, используемой в процессе изготовления микро- и наноэлектронных устройств, а также развитие навыков планирования и оптимизации литографических процессов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Наноструктурированные органические и неорганические материалы для повышения нефтеотдачи

  На дисциплине магистрантами будут изучены основные аспекты применения наноматериалов и нанотехнологий для повышения нефтеотдачи, рассмотрены физико-химические аспекты методов увеличения нефтеотдачи для месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, в том числе залежей высоковязких нефтей. Будут изучены термодинамические и кинетические параметры системы нефть—порода — водная фаза, влияющих на вытеснение нефти из пористой среды, разработаны композиции на основе ПАВ и щелочных буферных систем.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методы анализа наноматериалов и наноструктур

  Данный курс охватывает основные принципы современных физических методов, используемых для диагностики наноматериалов, и особенностях их применения для исследования различных типов наноструктур

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Педагогика высшей школы

  Целью дисциплины является помощь магистрантам получить знания о теоретических основах педагогической теории и педагогического мастерства, управлении учебно – воспитательным процессом для преподавания в высшей школе, дать представление об основных категориях педагогики, о месте, роли и значении педагогики высшей школы в системе наук о человеке и в практической деятельности педагога, сформировать понимание базовых принципов современной педагогики и методических подходов к решению педагогических задач высшей школы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Методы исследования и моделирование тонких пленок

  Магистрантами будут изучены методы исследования и моделирование тонких пленок. Будут изучены некоторые известные и популярные методы анализа наноматериалов и наноструктур, а также различных поверхностей и даны некоторые примеры интерпретации данных. Целью курса является ознакомление магистрантов с основными методами исследования тонких пленок, а также развитие навыков компьютерного моделирования и анализа данных для изучения структуры и свойств пленок.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Современные методы исследования материалов

  На данной дисциплине магистранты будут изучать современные методы исследования материалов. Описаны методы исследования, используемые в современном материаловедении для экспериментального изучения структуры, состава и физико-механических свойств различных материалов. Рассматриваются основные технологические приемы получения материалов в особом структурном состоянии (наноструктурные, композиционные, тонкопленочные материалы).

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Организация научных исследований и подготовка научных публикаций и патентов

  На данной дисциплине будут изучены аспекты проведения и организации исследовательской деятельности на основе анализа, систематизации и обобщения результатов научных исследований в области наноматериалов и нанотехнологий с использованием набора методов исследования для решения конкретных исследовательских задач, а также формирование их подготовки, написания и оформления научных работ и патентов. Целью курса является обеспечение подготовки магистрантов к профессиональной деятельности в сфере научных исследований, включая научные публикации и получение патентов, а также развитие навыков научного анализа, критического мышления и коммуникации.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Применение методов рентгеновской дифракции в исследованиях тонких пленок и приповерхностных слоев твердых тел

  Дисциплина предназначена для изучения магистрантами принципов применения методов рентгеновской дифракции в исследованиях тонких пленок и приповерхностных слоев твердых тел. Будут даны понятия индексов Миллера, параметров решетки, межплоскостных расстояний, методы расчета размеров нанокристаллов, а также крупных кристаллитов. Целью курса является ознакомление магистрантов с теоретическими и практическими аспектами рентгеновской дифракции, а также развитие навыков анализа и интерпретации экспериментальных данных.Задачами курса является изучение принципов рентгеновской дифракции, освоение методов измерения и анализа дифракционных данных, а также применение этих методов для исследования структуры и свойств тонких пленок и приповерхностных слоев твердых тел.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• История и философия науки

  Курс направлен на формирование у магистрантов смысложизненных ориентиров, ценностных ориентаций и оснований научного мировоззрения. Дается информация о становлении и развитии философии науки, начиная с древности. Обсуждаются современные концепции философии научно – технологического мира и роли науки в инновационной цепочке. Освещаются разные аспекты развития философии через призму становления науки и развития связанных с ней технологий.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Введение в нанотехнологию

  Данная дисциплина направлена на получение магистрантами начального представления об основных понятиях, задачах и методах нанотехнологий в различных отраслях науки и производства. Целью курса является ознакомить магистрантов с основами и актуальными достижениями в области нанотехнологий и их роли в различных отраслях промышленности и научных исследованиях.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Кристаллофизика и структурный анализ наноматериалов

  Данная дисциплина направлена на изучение основных аспектов кристаллофизики и структурного анализа наноматериалов, изучен метод рентгеновской дифракции, ИК-спектроскопиии, показано как меняется структура материалов в зависимости от температуры синтеза или отжига. Целью курса является изучение основных принципов и методов анализа кристаллической структуры наноматериалов, а также приобретение навыков в применении современных инструментальных методик для исследования структуры и свойств наноматериалов.Задачами курса является изучение основы кристаллофизики, перспективных методов исследования наноматериалов, анализ и интерпретация кристаллической структуры и состава наноматериалов, оценка их структурных, механических и физических свойств.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Психология управления

  В рамках дисциплины магистрант будет осваивать практическое применение психологических знаний для решения управленческих проблем в современных организациях. Он также изучит возможности использования человеческого фактора, ключевые компоненты управленческой деятельности и закономерности групповых процессов с целью повышения эффективности управленческих систем.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 2
  

• Контроль качества окружающей среды

  На данной дисциплине магистранты будут ознакомлены с контролем над фоновыми загрязнениями, наблюдением, оценкой, прогнозом трансграничных переносов вредных веществ, формированием распределенной базы данных об экологической обстановке. Целью курса является ознакомление магистрантов с основными принципами и методами контроля и анализа качества окружающей среды, а также развитие навыков оценки и управления влиянием человеческой деятельности на окружающую среду.Задачами курса является изучение законодательных аспектов и стандартов контроля качества окружающей среды, освоение методов отбора и анализа проб, а также применение полученных знаний для оценки экологической обстановки, разработки мер по улучшению качества окружающей среды и предотвращения негативного воздействия на нее.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Моделирование взаимодействия атомных частиц с поверхностью твердого тела

  Магистрантами будут изучены процессы моделирования взаимодействия атомных частиц с поверхностью твердого тела. Будут изучены свойства веществ в твердом состоянии, их взаимосвязь с микроскопическим микроскопическим строением строением и составом. Целью курса является изучение физических принципов взаимодействия атомов с поверхностью, освоение программного обеспечения для моделирования взаимодействия, а также применение полученных знаний и навыков для исследования и оптимизации процессов взаимодействия атомных частиц с поверхностью твердого тела.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Фотоника в наносистемах

  Данная дисциплина направлена на изучение физических процессов и явлений, происходящих в наноразмерных слоях и частицах, и применение этих явлений для создания нового поколения приборов электроники и оптоэлектроники, обладающих существенно улучшенными характеристиками. Целью курса является ознакомление магистрантов с основными принципами и методами, связанными с взаимодействием света и наноструктур, а также развитие навыков анализа и проектирования нанофотонических систем.Задачами курса является изучение физических основ нанофотоники, освоение методов моделирования и проектирования наносистем, а также применение полученных знаний для разработки и оптимизации фотонических устройств и систем на наномасштабе.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Физика и диагностика поверхности твердого тела

  На данной дисциплине магистрантами будут изучены основные аспекты физики и диагностики поверхности твердого тела. Главной целью данного курса является формирование у магистрантов знаний основных методов исследования поверхности твердых тел, физики поверхности полупроводников и физики структур металл - диэлектрик - полупроводник. Основная задача магистрантов состоит в изучении физических принципов исследования поверхности четком усвоении и понимании физического смысла процессов протекающих на поверхности полупроводников и границах раздела полупроводник - твердое тело.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Структура, кристалличность и физические свойства нанопленок

  Будут изучены структура, кристалличность и физические свойства нанопленок. Зависимость структуры, толщины и кристалличности пленок от метода синтеза, температуры синтеза, отжига и т.д. Метод полнопрофильного анализа (метод Ритвельда). Определение размеров кристаллитов и микронапряжений в наноматериалах. Рентгеновские методы исследования наноматериалов. Определение величины мелкодисперсности и микронапряжений методом Фурье анализа (гармонический анализ). Связь интегральных полуширин исследуемого образца, эталона и функции физического (истинного) уширения. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей как метод определения размеров кристаллитов и пор в наноматериалах. Основы теории малоуглового рассеяния. Определение толщины и количества слоев в многослойных наноматериалах.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Методы получения функциональных материалов для бурения, добычи, подготовки сырой нефти

  Данная дисциплина направлена на изучение методов получения перспективных функциональных материалов для бурения, добычи, подготовки сырой нефти и применения наноматериалов в нефтяной отрасли. Целью курса является изучение основных методов и технологий получения материалов, специально разработанных для применения в процессах бурения, добычи и подготовки сырой нефти, а также развитие навыков анализа и применения этих материалов в нефтяной промышленности.Задачами курсами является изучение физико-химических свойств и особенностей функциональных материалов в контексте нефтегазовой отрасли, освоение методов и технологий их получения, а также применение полученных знаний для разработки и оптимизации материалов, способствующих эффективному бурению, добыче и подготовке сырой нефти.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• способен составлять модели физического, химического, биологического или любого другого процесса и осуществляет расчет возможного поведения данной модели при различных условиях
• создает и исследует новые наноматериалы, использует математические модели физических процессов, связанных с функционированием объектов профессиональной деятельности
• проводит теоретическое и экспериментальное исследование с помощью методов, алгоритмов, программ, аппаратно-программных комплексов и систем
• способен четко и эффективно передавать идеи и информацию на письменном и устном английском языке
• использует информационные технологии для поиска, анализа и представления информации для эффективного управления
• проводит научно-исследовательскую работу в области наноматериалов, используя современные методы исследования и синтезируя новые наноматериалы с использованием нанотехнологий
• применяет физические модели, методы, компьютерные технологии и системы поддержки принятия решений в научных исследованиях, проектно-конструкторской деятельности, управлении технологическими, экономическими, социальными системами и в различных областях деятельности человека
• применяет полученные знания в индустрии, исследовательской работе, анализирует полученные данные и разрабатывает актуальные методы исследования
• ведет учебно-воспитательную деятельность, проявляя педагогические качества и психологическую устойчивость, проводит открытые занятия для бакалавров и разрабатывает новые методики в области образования

Похожие ОП