Навигация

Учебно-методические материалы

    В состав учебно-методических материалов входит:

       Общий объем учебно-методических материалов составляет более 10 п.л. Материалы представлены в стандарте SCORM 2004. Нагрузка по лекционному материалу составляет более 76 учебных часов.
Учебно-методические материалы разделены на пять модулей:

  1.  Кластерное оборудование нанотехнологий.
  2.  Молекулярно-лучевая эпитаксия.
  3.  Технологии фокусированного ионного пучка.
  4.  Функциональные устройства на основе наноматериалов.
  5.  СВЧ устройства на основе гетероструктур.

   Лекционный материал:

  1. Описание оборудования НТК Нанофаб 100.
  2. Конструкционные вакуумные материалы.
  3. Объёмные вакуумные насосы (поршневые, кольцевые, ротационные).
  4. Молекулярные насосы.
  5. Молекулярно-лучевая эпитаксия.
  6. Оборудование молекулярно-лучевой эпитаксии.
  7. Оборудование фокусированного ионного пучка.
  8. Углеродные нанотрубки: электронные свойства и применение.
  9. Методы фокусированного ионного пучка при формировании наноструктур.
  10. Модификация углеродных наноструктур методами ФИП.
  11. Полевой транзистор на основе углеродных нанотрубок.
  12. СВЧ устройства на основе гетероструктур.
  13. Мощный полевой транзистор на нитридных гетероструктурах.
  14. Типовая структура полевого транзистора на нитридных гетероструктурах.
  15. Факторы успеха технологии нитридных транзисторов на гетероструктур.
  16. Монолитные интегральные схемы на основе гетероструктур.

Лабораторные работы

1.  Вакуумное оборудование нанотехнологий.
Цель работы: Изучение основ работы с кластерным оборудованием, применяемым для исследований объектов нанометрового размера.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, удаленный доступ в режиме наблюдения, видеодоступ.
 
2.   Влияние температуры подложки на скорость эпитаксии
Цель работы: Построение графика зависимости скорости роста слоя AlN от температуры подложки.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, симулятор МЛЭ.
 
3.   Рост гетероструктуры на основе твёрдых растворов AlGaN
Цель работы: рассмотрение особенностей роста слоёв AlGaN на монокристаллической подложке Al2O3 ориентацией [0001].
Объем работы: 16 академических часов.
Метод выполнения: изучение методических материалов, удаленный доступ в режиме наблюдения, видеодоступ.
 
4.    Влияние параметров потока реагентов на скорость эпитаксии
Цель работы: Построение графика зависимости скорости роста слоя AlN от температуры эффузионных ячеек и потока аммиака.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, симулятор МЛЭ.
 
5.   Механизмы формирования плёнок в молекулярно-лучевой эпитаксии
Цель работы: Изучение процессов роста толстых пленок GAN.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, симулятор МЛЭ.
 
6.   Настройка параметров колонны фокусированного ионного пучка
Цель работы: изучить методику настройки основных параметров ионной колонны для получения оптимального разрешения при сканировании и травлении.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, симулятор ФИП.
 
7.    Определение зависимости глубин и ширин травления от дозы воздействия фокусированного ионного пучка
Цель работы: изучить методику определения оптимальных параметров времени воздействия ионным пучком для формирования необходимых глубин и ширин травления.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, удаленный доступ через Java апплет, видеодоступ.
 
8.   Формирование полевого транзистора на основе углеродного канала
Цели работы: Изучение основ нанотехнологии. Формирование макета полевого транзистора с каналом из углеродных нанотрубок. Изучение ВАХ сформированного макета транзистора. Визуализация области канала сформированного транзистора с помощью атомно-силового микроскопа.
Объем работы: 16 академических часов.
Метод выполнения: изучение методических материалов, удаленный доступ в режиме наблюдения, видеодоступ.
 
9.  Формирование полевого транзистора на основе молекулярного канала
Цели работы: Формирование макета полевого транзистора с каналом из углеродных нанотрубок. Освоение приемов работы с модулем ФИП. Изучение ВАХ сформированного макета транзистора;
Объем работы: 16 академических часов.
Метод выполнения: изучение методических материалов, удаленный доступ в режиме наблюдения, удаленный доступ через Java апплет, видеодоступ.
 

10.   Формирование затвора для мощного полевого СВЧ транзистора
Цель работы: Изучить метод формирования затвора для мощного полевого СВЧ транзистора с применением фокусированного ионного пучка.
Объем работы: 4 академических часа.
Метод выполнения: изучение методических материалов, удаленный доступ в режиме наблюдения, видеодоступ.

      Для повышения наглядности изучаемого материала созданы вспомогательные мультимедийные образовательные ресурсы:
1.      Обучающий фильм «Подготовка Нанофаб к работе». (вводный фильм 5 минут + обучающий 15 минут).
2.      Анимационный фильм «Формирование наноразмерного рисунка на кремнии методами фокусированной ионной литографии» (формат flv, 70 секунд).
3.      Анимационный фильм «Нанолитография на графене при создании транзистора методом ФИП» (формат flv, 80 секунд).
4.      Анимационный «Формирование GaN-транзистора методом МЛЭ» (формат flv, 120 секунд).

Симуляторы модулей МЛЭ и ФИП
В учебно-научном комплексе «НаноФаб ОнЛ@йн» реализованы симуляторы модуля молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ-симулятор) и фокусированного ионного пучка (ФИП-симулятор), предназначенные как удаленной работы, так и для автономной работы на компьютере пользователя.
 
В модуле МЛЭ-симулятора обеспечен доступ к следующим процедурам: 
1. Управление параметрами эмулируемого технологического процесса:

  • температуры источников;
  • температура нагревателя подложки;
  • значение потока аммиака

2. Отчет по результатам in-situ измерений:

  • давление в камере;
  • температура подложки;
  • толщина слоя;
  • время эпитаксии;

3. Симуляция системы перемещения образцов.
4. Эмуляция действий по приведению установки в рабочий режим и её выключению.
 
Толщина слоя рассчитывается из данных, получаемых встроенным в эмулятор МЛЭ эмулятором лазерного интерферометра.
В результате работы симулятора пользователь получает данные в виде графика и таблицы по временным зависимостям для температур источников и подложки, а также интерферометра. Также для ознакомления выводятся АСМ-изображения поверхности пленок, полученных при выбранном режиме и параметрах роста. Полученные данные могут быть использованы при выполнении лабораторных работ для демонстрации успешности проведенного процесса, качества (дефектности) гетерослоев и расчета их толщины.
 
В модуле симулятора колонны фокусированного ионного пучка (ФИП) эмулируется:
1. Поведение системы при настройке параметров для приведения установки в рабочий режим и её включению/выключению:

  •  взаимосвязь тока эмиссии с напряжениями на источнике;
  • положения апертуры с данными сканирования образца,

2. Взаимосвязь получаемых изображений от параметров воздействия и сканирования, задаваемых пользователем.
В качестве результатов работы симулятора выводятся изображения во вторичных электронах наноструктур на поверхности, сформированных при различных дозах воздействия ионами галлия. Данные результаты в процессе выполнения практической работы позволяют ознакомиться с основными зависимостями размеров наноструктур, получаемых при фокусированной ионной литографии, от параметров ионного пучка.