7M05321 Физическая электроника и фотоника в КазНУ им. аль-Фараби

Дисциплины

• Фотонные материалы и технологии

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов научные знания о современных исследованиях фотонных материалов, а также о разработке и технологии фотонных интегральных схем. Будут рассмотрены: физика взаимодействия света и вещества в твердотельных структурах, проектирование оптических материалов, волоконных и волноводных межсоединений, оптических фильтров и фотонных кристаллов, оптические усилители, оптические модуляторы, поверхностная плазмоника и нанофотоника

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Квантовая физика твердого тела

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов современное представление о квантовой теории твердого тела. Будут рассмотрены: квантовая описание движения электронов в твердых телах, теория энергетических зон электронов, электронные свойства твердого тела в магнитных полях, квантовая теория переноса, модель электронного газа, спиновые волны, квантовая теория сверхпроводимости.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Квантовая оптика и фотоника

  Цель дисциплины: формирование у магистрантов научных представлений об оптических эффектах, связанных с электронными переходами, сопровождающимися поглощением или излучением фотонов. Будут рассмотрены: квантовая теория излучения и поглощения света, вынужденное комбинационное рассеяние света, виды излучения, взаимодействие фотонов с квазичастицами вещества, одномодовое и многомодовое квантовое излучение, квантовая теория релаксации, эффект Казимира.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Физика материалов электроники

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов научное представлени о физических процессах в материалах, применяемых в электронике. Будут рассмотрены: синтез, выращивание и обработка новых материалов, электрические, оптические и магнитные свойства материалов, материалы для гетерогенных интегральных схем, материалы для приложений памяти/накопителей, пленочные материалы и контактные технологии, материалы, используемые в существующих электронных и оптоэлектронных устройствах и схемах

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• История и философия науки

  Цель: изучение закономерностей и тенденций развития особой деятельности по производству научных знаний, взятых в их исторической динамике и рассмотренных в исторически изменяющемся социокультурном контексте. Курс вводит в проблематику феномена науки как предмета специального философского анализа, формирует знания об истории и теории науки; о закономерностях развития науки и структуре научного знания.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Оптические волны в кристаллах

  Цель дисциплины: сформировать научные знания в области оптических явлений в анизотропных кристаллах, включая распространения и преобразования волн, широко применяемых в оптических технологиях и фотонике. Будут рассмотрены: электромагнитные поля, поляризация световых волн, распространение мощных электромагнитных волн в анизотропных средах, двулучепреломляющиеся оптические системы, электромагнитные волны в периодических структурах, электрооптические и акусто-оптические устройства, оптика нелинейных кристаллов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Физика некристаллических материалов

  Цель дисциплины: сформировать научные представления об особенностях физики некристаллических материалов, их структуры, электрических и оптических свойств, а также методах определения их характеристик и практического применения. Будут рассмотрены: структурные особенности некристаллических материалов, электрические и оптические свойства органических и неорганических некристаллических материалов, полупроводниковые материалы на основе халькогенидов металлов, технические применение некристаллических материалов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Педагогика высшей школы

  Цель – формирование способности к педагогической деятельности в вузе на основе знаний дидактики высшей школы, теорий воспитания и менеджмента образования, анализа и самооценки преподавательской деятельности. Курс рассматривает проектирование образовательной деятельности будущего преподавателя с применением КТО, реализации Болонского процесса, овладения лекторским, кураторским мастерством с использованием стратегий и методов обучения/воспитания и оценивания (TLA-стратегий).

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Лазерные технологии и компоненты

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов знания о различных существующих лазерных системах, их компонентах и технологиях изготовления. Будут рассмотрены: классификация лазеров и их технические характеристики, основные компоненты лазеров, параметрические преобразователи лазерного излучения, взаимодействие лазерного излучения с веществом, современное применение лазеров, развитие лазерных технологий и их перспективы в будущем.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Научно-исследовательские проекты

  Цель дисциплины: ознакомить магистрантов с основами управления исследовательскими проектами. Будут рассмотрены: разработка исследовательского проекта, организационная структура проекта, проектное финансирование, разработка проектной документации, экспертиза проекта, оценка эффективности инвестиционных проектов, функции исполнителей проекта, планирование проекта, менеджмент качества проекта, управление ресурсами проекта, управление рисками, управление коммуникациями проекта.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Организация и планирование научных исследований (англ.)

  Цель дисциплины: сформировать способность самостоятельно вести научный поиск, ставить конкретные научные задачи и знать методы и приемы их решения, для создания научной работы. Дисциплина изучает: формы и методы планирования, организации и оформления научных статей и диссертации; формы обобщения результатов научных исследований в презентациях, выступлениях, проектах, статьях.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Физика низкоразмерных полупроводников

  Цель дисциплины: формирование у магистрантов знаний об особенностях электронных свойств полупроводниковых материалов пониженной размерности и их применение в современной электронике. Будут рассмотрены: размерное квантование и кванто-размерные структуры, технология квантово-размерных структур, классификация и электронные свойства низкоразмерных объектов: квантовые точки, нити и квантовые ямы, сильные магнитные поля и квантовый эффект Холла.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Иностранный язык (профессиональный)

  Цель дисциплины: сформировать практические навыки в различных видах речевой деятельности на иностранном языке. Учебный курс формирует способность воспринимать, понимать и переводить информацию в современном глобальном пространстве, участвовать в научных мероприятиях для апробации собственных исследований. Дисциплина направлена на совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Психология управления

  Цель дисциплины: сформировать способность применять важнейшие аспекты сферы управления в процессе профессионального становления. В рамках курса раскрываются предмет, основные принципы психологии управления, личность в управленческих взаимодействиях, управление поведением личности, психология управления групповыми явлениями и процессами, психологические особенности личности руководителя, индивидуальный стиль управления, психология влияния в управленческой деятельности, управление конфликтными ситуациями.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Наноразмерные сенсоры

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов знания об основных свойствах и характеристиках наноразмерных датчиков. Будут рассмотрены: материалы для наносенсоров, наномасштабные измерения, физико-механические компоненты наносенсоров, основные характеристики наносенсоров, механические наносенсоры, термальные наносенсоры, оптические наносенсоры, магнитные наносенсоры, нанобиосенсоры, химические наносенсоры, наносенсоры на основе поверхностно-интенсифицированного комбинационного рассеяния света, тенденции наносенсоров, газовые наносенсоры, проектирование наносенсоров.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Физика и химия наноразмерных систем

  Цель дисциплины: изучение фундаментальных физических и химических свойств наноразмерных структур. Будут рассмотрены: поверхностные явления и катализ, термодинамика поверхности, электрические и магнитные свойства наносистем, кластерные модели и размерные эффекты, теоретические методы исследования наноструктур, кластеры инертных газов и малых молекул, коллоидные кластеры и наноструктуры, твердотельные нанокластеры и наноструктуры, физико-химические свойства наносистем.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Нанофотоника

  Цель дисциплины: освоение физических принципов и методов нанофотоники. Будут рассмотрены: фотонные кристаллы, микрофотоника, нанофотонике, двумерные фотонные кристаллы, фотонно-кристаллические волокна, метаматериалы, методы и технологии создания наноматериалов и наноструктур, квантовые точки в оптических микрорезонаторах, оптические нелинейности третьего порядка в фотонных кристаллах, управление оптическим ближним полем, субволновая оптика, плазмоника, нанолитография, наноэлектромеханические системы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Оптоэлектронные приборы и устройства

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов научные знания о физических процессах и явлениях, лежащих в основе работы различных оптоэлектронных приборов и устройств. Будут рассмотрены: фотометрические характеристики оптического излучения, оптические волноводы, источники некогерентного излучения, приборы когерентного излучения, полупроводниковые фотоприемные приборы, оптроны, стабильность параметров лазерного излучения, оптимизация параметров оптических резонаторов лазеров, расчет частотных параметров лазерного излучения.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Физика солнечных элементов

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов научные знания в области фотоэлементов. Будут рассмотрены: физика фотовольтаического эффекта, спектральные характеристики фотоэлементов, солнечные элементы на основе p-n переходов, монокристаллические и поликристаллические фотоэлементы, однодиодная и двухдиодная модель фотоэлемента, световая и темновая ВАХ фотоэлемента, полупроводниковые гетеропереходы, многокаскадные фотоэлементы, эффективность работы фотоэлементов, повышение эффективности фотоэлементов, концентрирующие фотоэлементы, двухсторонние солнечные элементы

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Цифровые интегральные схемы

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов научные знания о физических процессах и явлениях, лежащих в основе работы различных оптоэлектронных приборов и устройств. Будут рассмотрены: фотометрические характеристики оптического излучения, оптические волноводы, источники некогерентного излучения, приборы когерентного излучения, полупроводниковые фотоприемные приборы, оптроны, стабильность параметров лазерного излучения, оптимизация параметров оптических резонаторов лазеров, расчет частотных параметров лазерного излучения.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Органическая электроника

  Цель дисциплины: Освоение принципов, технологий и материалов органической электроники для создания органических электронных устройств. Будут рассмотрены: Органические полупроводники, материалы для органической электроники, методы и технологии создания органических полупроводников, органические транзисторы, электрическая стабильность полимерных тонкопленочных транзисторов, катушечная вакуумная металлизация, органическое осаждение из паровой фазы, термическое изображение и микроконтактная печать, цифровая литография.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Физика магнитных наноструктур и спинтроника

  Цель дисциплины: сформировать у магистрантов научнные знания в области магнитных наноструктур и спинтроники. Будут рассмотрены: материалы спинтроники, спинтроника магнитных металлических наноструктур, нанокристаллические магнитные материалы, магнетизм соединений со слоистой кристаллической структурой, магнитные полупроводники, трехмерные магнитные солитоны, локализованный магнетизм в низкоразмерных системах, магнитные макросистемы, анализ магнитных материалов, нейтронография магнитных структур, магнитная рентгенография, правила оптического выбора, эффект Фарадея.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Анализировать уровень развития науки в области физической электроники и нанофотоники, определяя современные научные проблемы и пути их решения;
• Проводить научно-инновационную деятельность под наблюдением руководителя и осуществлять подготовку результатов исследований, работу с проектной и рабочей документацией, в том числе и на иностранном языке, применять результаты исследований при осуществлении педагогической деятельности;
• Исследовать свойства наноразмерных структур, используя компоненты лазерных технологий для решения задач в области квантовой оптики и твердотельной электроники;
• Систематизировать свойства аморфных и некристаллических тел, магнитных свойств материалов и других структурных особенностей на основе физики конденсированного состояния в приложениях наносенсорики, фотовольтаики, органической и твердотельной электроники;
• Исследовать волновые процессы и явления квантовой оптики, происходящие в оптических кристаллах с помощью работы оптоэлектронных приборов;
• Обобщать функциональную базу материалов для электроники и фотоники, анализируя необходимые технологии их получения и определять границы применимости материалов при решении научно-технических задач;
• Моделировать и создавать блоки цифровых интегральных схем и оптоэлектронных приборов для оптимизации их работы;
• Оценивать перспективы развития направлений спинтроники и физики магнитных наноструктур для создания информационных устройств электроники и фотоники;
• Проектировать и создавать полупроводниковые структуры при исследовании их физико-химических свойств на основе новых моделей;
• Анализировать физико-химические свойства низкоразмерных систем для создания и интеграции наносенсоров при проектировании сложных электронных устройств.