Спецпрактикум кафедры физической электроники

Материал из FFWiki.
Перейти к: навигация, поиск
Предмет Специальный физический практикум Семестр 6-7 Тип лабораторная работа Отчётность зачет с оценкой Кафедра Кафедра физической электроники

О практикуме

На кафедре работают 3 лаборатории спецпрактикума и 22 задачи. В течении 2-х семестров нужно сделать 24 задачи: 12 в 6-м семестре и 12 в 7-м. Несмотря на то, что задачи, в принципе, можно выполнять на любой кафедре отделения, предпочтение отдается «своим» задачам, т.е. все задачи обязательны к выполнению. Недостающие 2 задачи собираем уже на практикумах других кафедр.

Итого на 2017-й год:

6-й семестр - 12 «своих» задач
7-й семестр - 10 «своих» и 2 на выбор

Зачет ставит куратор группы в конце семестра.

Практикум газовой электроники

Описания задач

Важный момент: в лаборатории печатных описаний задач нет. По сему печатайте себе сами или пользуйтесь своими конспектами и электронными.
В остальном все хорошо: и допуск, и сдача обычно проходят без проблем. Все задачи можно сдать в день выполнения.

Задача Особенности измерений Особенности обработки
1 Метод электрических зондов Ленгмюра Самая «длиная» задача газового прака. Нужно измерить ВАХ при различных значениях напряжения и положениях зонда. Это не сложно, но очень утомительно. Только в этой задаче у вас появляется уникальная возможность расширить свои знания о функциях Ориджина. А именно, научитесь аппроксимировать только заданные точки, складывать и вычитать графики, если вы еще этого не умеете.
2 Деионизация плазмы Состоит из 2-х частей: экспериментальной и теоретической. Эксперимент выполняется быстро. Нужно под присмотром инженера наблюдать на осциллографе процесс деионизации при 3-х значениях нагрузки и зарисовать в масштабе увиденные картинки. В теоретическом упражнении будете меняя входные данные (давление, температура электронов и т.д.) наблюдать за моделированием деионизации в программе и определять времена деионизации. Тоже не долго. Все просто: по экспериментальным и теоретическим графикам определить время деионизации и еще кое-какие параметры.
3 Эффект Рамзауэра Измеряется все быстро. Еще быстрее, чем предыдущая задача. З ВАХ тиратрона при различных напряжениях. Тоже просто. В описание все подробно и хорошо расписано.

В далекие и давние времена в лаборатории было 5 задач, 3 осталось в живых. Те 2 сейчас активно пытаются оживить, но когда это еще будет...

Практикум твердотельной электроники

Описания задач

В лаборатории имеются описания установок, порядка выполнения задач, а вот по теории почти ничего нет. Снова выкручиваемся сами :)

Задача Особенности измерений Особенности обработки
1 Биполярный полупроводниковый транзистор Задача не работает. И не известно заработает ли.
2 Дискретные элементы полупроводниковой электроники Самая ужасная и долгая задача. Будете долго и нудно измерять ВАХ всевозможных резисторов, варисторов, диодов и прочих стабилитронов и транзисторов. На измерения уйдет все время практикума. В связи с этим совет: идти 1-м сдавать допуск. И желательно вообще эту задачу сделать с самого начала своего путешествия по практикуму, чтобы потом вообще никогда не вспоминать о ней. По зарисованным ВАХ определить различные характеристики этих приборов. некоторые преподы для усложнения вашей жизни просят «оцифровать» зарисованные ВАХ, т.е. рисунки и фотки не принимают.
3 Определение плотности поверхностных состояний в МДП структурах с помощью C-V-метода Самая быстрая задача. Максимальное время выполнения - 30 минут. Измерить CV-характеристики 2-х МДП структур. А вот обработка - ад и погибель. Теперь CV-характеристики нужно рассчитать теоретически и определить по ним плотность заряда.
4 Полевые транзисторы на основе структур металл-диэлектрик-полупроводник Хорошая и не очень долгая задачка. Измеряется семейство выходных ВАХ, передаточная ВАХ, дифф.проводимость, пороговое напряжение, его изменение в зависимости от напряжения подложи. И все это, как вы уже успели догадаться, для полевого МДП транзистора! Как обычно: графики, по ним всякая всячина.
5 Оптические явления в полупроводниках Очень похожа на 3-ю задачу, но измеряется подольше. Только здесь можно влезть в установку и покрутить там шестеренки :) Здесь что-то странное.
6 Получение высокого вакуума и анализ состава остаточных газов Эта и следующая задачи, пожалуй, самые интересные и полезные. Измеряются долго и установка сложная. Лучше делать их, когда на задачах сидит тот, кто сможет помочь если что. Обработка по ходу измерений.
7 Исследование элементного и изотопного состава металлических образцов методом масс спектрометрии вторичных ионов Эта задача измеряется дольше, чем 6-я, так как кроме настройки насоса нужно еще и 3 образца измерить. Обработка по ходу измерений.
8 Туннельная спектроскопия углеродосодержащих плёнок Измеряется долго, так как программа, сопряженная с микроскопом, частенько тормозит. При измерении будьте внимательны: у микроскопа перемещается не зонд, а подставка с образцом. Бывали случаи застревания иглы зонда в образце. Обрабатывается тоже долго. Еще один обучающий работе в ориджине прак: учит дифференцировать графики.
9 Исследование туннельных эффектов в полупроводниках Описание на сайте отсутствует. Нужно будет спросить его в лаборатории во время записи на задачу. Выполняется не так сложно, но 1,5 пары на измерения точно уйдет. И еще не все с 1-го раза может получиться. Обработка заключается в построении экспериментальных кривых и расчете не связанных с экспериментом констант. Основная сложность связана с попаданием хотя бы в порядок величины этих констант.

Компьютерный практикум «Физические основы плазменных и лучевых технологий»

Описания задач

Здесь уже с наличием описаний в практикуме все хорошо. Да и по 2-3 человека на задачу записываться можно. Обработку лучше делать на своих компах, ибо в практикуме все старое и неудобное.

Задача Особенности измерений Особенности обработки
1 Пространственные характеристики положительного столба разряда постоянного тока Самая отвратительная и бессмысленная задача. На измерения уйдет чуть менее, чем все время практикума. За это время вы проклянете все на свете (и это без учета самой задачи и ее автора). Данные из программы скопировать не получится, придется своими руками копировать по каждой ячейке в ориджин, чтобы построить мало о чем говорящие графики... Короче, лучше сделать эту задачу как можно скорее и забыть ее как страшный сон. Можно, конечно, поступить по-читерски, но будьте внимательны: задания (в какой модели и что конкретно измерять) всем дают разные. Около 20 штук графиков. Так-то.
2 Численный расчет концентрации возбужденных атомов в гелии Наблюдение и сохранение графиков. Ничего особенного, все просто. По данным наблюдаемых графиков простроить... еще парочку графиков.
3 Изучение влияния различных механизмов передачи энергии на кинетику нагрева молекулярного газа 7 упражнений. В первых 5-и для различных расчетных моделей снимаются определенные точки так расчетные, так и теоретические. В последних 2-х по графикам снимаются зависимости от различны параметров. Первые 5 - просто сравнить теорию и эксперимент, последние 2 - как уже все догадались, состроить полученные зависимости. Все =)
4 Метод оптической актинометрии в применении к химически активной низкотемпературной плазме Неплохая задачка. Время измерения зависит от точности определения длины пиков. Обработки нет.
5 Черенковские пучковые неустойчивости в плазме Самая простая задача. Будете минут 30-40 (а может и меньше) созерцать красивые картинки. Десяток файликов сохраните себе на память. Превратить сухие цифры из файликов в еще более красивые картинки.
6 Моделирование взаимодействия ионов с поверхностью кристаллов Неприятная задача, но не сложная. Расчеты по полученным данным. В принципе несложно, только ни фига у вас не выйдет честно получить адекватные цифры. Подгониан - наше все.
7 Компьютерное моделирование распыления твердых тел ионным пучком Теория этой задачи - краткий пересказ спецкурса Черныша.
8 Моделирование взаимодействия электронного пучка с веществом методом Монте-Карло Задача, в которой применяется метод измерения экрана линейкой.
9 Расчет электронной структуры углерода методом линейной комбинации атомных орбиталей (ЛКАО) Простая в выполнении задачка с короткой теоретической частью. В обработке придется чуть-чуть помучиться с парочкой формул.
10 Методы обработки и интерпретация изображений сканирующей зондовой микроскопии Очень интересная задача, но долгая. И в описании про выполнение не очень хорошо написано. Поэтому желательно ее выполнять в тот день, когда в практикуме будет из преподов кто-нибудь хороший, кто может вам помочь. Обработки практически нет. Все, что нужно, считается по ходу измерений. Так что задачу можно сразу сдать.
11 Моделирование физических свойств кристаллических твердых тел с помощью теории функционала плотности Единственный, наверно, интересный момент здесь - это то, что она выполняется в линуксе. В остальном измеряется не очень долго, однообразно и монотонно. Обработка быстрая. Можно сдать в тот же день.

Суть происходящего

В целом, практикум кафедры несложный, если не сказать простой и халявный. К тому же нет таких ограничений как на ОФП: задачи можно делать в любой день работы практикумов, а не только тогда, когда в расписании стоит «Специальный практикум». Отсюда появляется отличная возможность уже через месяц с начала семестра закрыть праки и больше не вспоминать об этом бессмысленном времяпрепровождении. Вопрос «Как таки провернуть это дельце?» - выходит за рамки данной статьи.