8D07120 Материаловедение и инженерия в КазНУ им. аль-Фараби

Дисциплины

• Материалы для преобразования солнечной энергии

  Цель дисциплины сформировать навыки понимания основных методов преобразования солнечной энергии и выбора материалов для реализации устройств солнечной энергетики. Будут изучены: перспективы и современное состояние развития солнечной энергетики, структура устройств и технология изготовления солнечных элементов на основе органических и неорганических материалов, традиционные коммерческие кремниевые солнечные элементы и возможности повышения коэффициента полезного действия, фотоэлектрохимические ячейки для преобразование солнечной энергии.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Компьютерное моделирование материалов и структур

  Цель дисциплины: сформировать навыки и умения необходимые для моделирования физических процессов в наноматериалах. Будут изучены: физико-математические модели наноразмерных элементов, вычисление волновых функций с использованием метода молекулярной орбитали-линейной комбинаций атомных орбиталей, методы расчёта электронной структуры систем многих частиц на основе теории функционала плотности на базе пакета программ Materials Studio.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Методы научных исследований

  Цель дисциплины: формирование методологической и исследовательской культуры докторантов, умения самостоятельно формулировать научные проблемы и алгоритм научного поиска ориентируясь на фундаментальные знания методов научного познания в нанотехнологии и наноинженерии, а также возможности междисциплинарной методологии. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: Изучение ключевых идей и основных принципов, законов и механизмов познавательной деятельности. Рассмотрение этических проблем развития науки и техники, основных духовных ценностей и их значимость для профессиональной деятельности. Расширение и совершенствование знаний докторантов в эвристической и методологической области науки посредством освоения научно-методологического инструментария современной нанотехнологии и инжинерии. Формирование у докторантов культуры критического мышления и навыков самостоятельной рефлексии над методологическими проблемами исследования в инженерной, и частности в нанотехнологической отрасли.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Академическое письмо

  Цель дисциплины – сформировать навыки грамотной коммуникации, правильного изложения идей и написания научных трудов Назначение дисциплины: овладение правилами и методами написания научных статьей, учебных пособий и диссертационного исследования. Правила написания научных статьей, ошибки структуры и написания научных статьей, требования к содержанию и правила оформления рукописей к публикации.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Физика мезоскопических систем

  Цель курса сформировать глубокие знания в области мезоскопической физики – современного раздела физики твердого тела, рассматривающий объекты размеры которых находятся между микро- и макромасштабом. В рамках дисциплины будут рассмотрены: проявление квантово-волновых свойств носителей структурах с мезоскопическими масштабами, квантовый эффект Холла, эффект Бома-Ааронова, прыжковая проводимость, топологические защищенные состояния в сверхпроводниках, топологических изоляторах.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Процессы переноса и контактные явления в полупроводниковых материалах

  Цель дисциплины сформировать способность анализировать и понимать свойства полупроводниковых материалов необходимых для работы в области синтеза полупроводниковых материалов. Будут изучены: основы зонной теории твердого тела, статистика электронов и дырок, кинетические и контактные явления в полупроводниках, явление переноса в сильном электрическом поле, оптические и фотоэлектрические свойства полупроводников.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Физика и технология фазопеременных материалов

  Цель курса сформировать профессиональные навыки в области инженерии обратимых фазопеременных материалов – перспективных материалов для оптической записи информации, энергонезависимого хранения информации, а также перестраиваемых электронных устройств. В рамках дисциплины будут рассмотрены: физика, условие и технология обратимого фазового перехода «аморфное состояние-кристалл» в халькогенидных и оксидных системах, мемристорные устройства на основе двумерных халькогенидных и оксидных полупроводников, перспективы развития области инженерии фазопеременных материалов.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Оптика систем пониженной размерности

  Цель дисциплины сформировать навыки проведения численного эксперимента для прогнозирования и описания оптических свойств упорядоченных и неупорядоченных композитных материалов и систем пониженной размерности. В рамках курса будут рассмотрены: модифицированные оптические законы в системах пониженной размерности, оптика границы раздела с неоднородной морфологией, нелинейные оптические свойства композитных систем, оптические свойства 1D и 2D наноструктур, алгоритмы решения волновых уравнений численными методами.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Излагать современную методологию фундаментальных и прикладных научных исследований в области инженерии новых материалов, в том числе новейших методов характеризации свойств материалов.
• Предлагать способы модификации свойств полупроводниковых материалов для расширения функциональных возможностей традиционных материалов и устройств на их основе
• Выбирать оптимальные и высокоэффективные методы научных исследований в области инженерии материалов для решения актуальных задач энергетики.
• Разрабатывать стратегию и план исследовательских мероприятий, реализация которых позволит достичь качественного результата.
• Прогнозировать электронные свойства новых материалов и характеристики устройств на их основе с применением современных вычислительных методов исследования материалов и структур.
• Осуществлять научно-педагогическую деятельность в сфере высшего и послевузовского образования на основе инновационного подхода – интеграции современных и информационных технологий обучения с новейшими знаниями в области материаловедения.
• Создавать прототипы электронных устройств нового поколения с применением передовых фазопеременных материалов и определять основных потребителей научного результата.
• Оформлять заявки и результаты научных исследований в виде научной документации: статей в высокорейтинговых журналах в области материаловедения, заявок охранных документов и проектов грантового финансирования, учебно-методических пособий и монографий.
• Генерировать новые технологические решения и идеи путем интеграции знаний о физико-химических особенностях материалов, современных интеллектуально-прогрессивных технологий и динамично развивающимися спросами потребителей.