Дісципліни кафедри

Твердотільна електроніка
Мета курсу: Сформувати у студентів уявлення про конструктивно-технологічні рішення сучасних елементів твердотільної електроніки, надати теоретичні знання фізичних принципів роботи елементів твердотільної електроніки та надати практичні вміння і навички з розрахунків параметрів цих елементів.
Зміст курсу: Курс складається з двох модулів:
1. Контактні явища та одноперехідні елементи. Контакт метал-напівпровідник та p-n перехід. Гетеропереходи. Напівпровідникові діоди, принципи роботи та основні характеристики. Пробій та шуми в p-n переходах. Імпульсні, високочастотні і СВЧ діоди. Перехідні процеси в p-n переходах. Варикапи і параметричні діоди. Фотоелектричні приймач: фоторезистори, фотодіоди, координатно-чутливі фотоприймачі.
2. Багатоперехідні елементи та елементи з немонотонними ВАХ. Біполярний транзистор. Структура, принцип дії і робочі характеристики польового транзистора з керуючим p-n переходом. Транзистори на основі структур метал-діелектрик-напівпровідник. Польові транзистори з V-канавкою та з гетеропереходом. Елементи пам`яті, МНОП структури. Прилади з вольт амперними характеристиками S та N типів. S-діод, фізичні причини виникнення від’ємного диференційного опору. Конструкція та принцип дії транзистора з єдиним p-n переходом. Чотирьох шарові p-n-p-n структури, принцип дії тиристора. Діоди Гана.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульна контрольна робота (тести, індивідуальні завдання) й усний іспит.

Обчислювальна математика
Мета курсу: Сформувати у студентів теоретичні знання та практичні вміння і навички з числових методів розв’язання математичних задач та реалізації цих методів на ЕОМ.
Зміст курсу: Курс складається з одного модуля:
Алгоритми пошуку та упорядкування в масивах. Обчислення нескінченних сум. Розв’язання рівнянь з однією змінною. Рівняння з багатьма змінними, задачі оптимізації. Інтерполяційні багаточлени. Інтерполяція сплайнами. Числове диференціювання. Числове інтегрування. Числові методи розв’язання систем лінійних рівнянь.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульна контрольна робота (тести, індивідуальні завдання) й усний іспит.

Вступ до спеціальності
Мета курсу: Забезпечити студентів знаннями щодо реквізитів, актуальності та історії становлення спеціальності, її задач, змісту навчальних планів триступеневої підготовки; інформацією про випускаючу кафедру; надати початкові уявлення щодо науково-технічних досягнень у відповідній області та подальших перспектив її розвитку.
Зміст курсу: Курс складається з розділів: Реквізити, актуальність, історія становлення і задачі спеціальності. Навчальні плани підготовки бакалаврів, спеціалістів, магістрів і участь випускаючої кафедри у цьому процесі. Етапи сучасного розвитку в області мікро- та наноелектронних приладів і пристроїв. Подальші перспективи мікро- і наноелектроніки.
Види навчальної діяльності: лекції, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, тести, залік.

Теорія електронних кіл
Мета курсу: Забезпечити оволодіння теоретичними знаннями та практичними навичками, які необхідні для кваліфікованої експлуатації вимірювального та технологічного обладнання, що використовується при виготовленні та дослідження параметрів мікро- та наноелектронних приладів та пристроїв.
Зміст курсу: Курс складається з розділів:Основні елементи та властивості електричних ланцюгів. Електричні ланцюги синусоїдального струму. Трифазні ланцюги синусоїдального струму. Магнітні ланцюги. Трансформатори. Електричні машини. Електричні вимірювання. Електровакуумні прилади та прилади візуального відображення інформації. Підсилювачі електричних сигналів. Ланцюги зворотного зв’язку. Генератори електричних коливаню Цифрова електроніка. Джерела вторинного електроживлення електронних приладів.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, екзамен.

Інформатика
Мета курсу: засвоєння основ інформатики, розвиток алгоритмічного мислення, оволодіння навичками роботи на сучасній обчислювальній техніці, оволодіння розробкою програм на алгоритмічній мові високого рівня.
Зміст курсу: Курс складається з чотирьох модулів:
1. Основи інформатики та обчислювальної техніки. Інформація й інформатика. Архітектура ПЕОМ та мікропроцесора. Операційна система WINDOWS. Робота з файлами. Архівація файлів. Антивірусні програми. Текстовий редактор Word із пакета «Office».
2. Основи теорії алгоритмів. Вирішення задач за допомогою комп’ютера. Організація й представлення даних у комп’ютері. Поняття алгоритму. Алгоритми й технологія їхньої розробки.
3 Програмування в середовищі Visual Basic 6.0. Інтегроване середовище розробки Visual Basic 6.0. Програмування на Visual Basic. Елементи управління. Введення й вивід інформації.
4 Особливості програмування на Visual Basic. Налагодження проекту. Особливості Windows. Обмін даними між програмами. Класи. Елементи управління ActiveX.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні роботи, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, індивідуальні завдання й усний іспит.

Матеріали мікро- та наноелектроніки
Мета курсу: забезпечити оволодіння теоретичними знаннями з кристалічної та енергетичної структури, електричних, магнітних фотоелектричних, оптичних властивостей провідникових, напівпровідникових та діелектричних матеріалів, які застосовуються при створенні приладів мікро- та наноелектроніки. Здійснити набуття практичних навичок з матеріалознавського супроводження розробок конструктивно-технологічних рішень елементів мікро- та наноелектроніки і експлуатації виробів мікро- тананоелектроніки.
Зміст курсу: Курс складається з розділів: Електричні та високочастотні властивості напівпровідникових матеріалів. Залежність питомого електроопору провідникових матеріалів від температури. Надпровідність. Матеріали високої провідності, матеріали та сплави різноманітного призначення, провідникові модифікації вуглецю. Напівпровідникові матеріали: селен, германій,кремній, карбід кремнію. Сполуки А3В5. СполукиА2В6.Сполуки А4В6. Диселеніди міді, індію та галію. Леговані оксиди індію, олова, цинку кадмію. Струм зміщення та електропровідність діелектриків. Поляризації діелектриків, механізми поляризації. Поверхова електропровідність діелектриків. Види діелектричних втрат. Сегнето, пьезо- та піроелектрики, електрети. Фізичні основи бистродії та надійності інтегральних мікросхем. Пористий кремній, пористий оксид алюмінію, вуглецеві нанотрубки, нанорозмірні плівки. Методики дослідження матеріалів мікро- та наноелектроніки.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, екзамен.

Математична фізика
Мета курсу: ознайомлення з основними рівняннями математичної фізики, розвиток фізичного підходу до математичних формул, ознайомлення з елементарними комплексними функціями та методами векторної алгебри.
Зміст курсу: дисципліна складається з розділів: Предмет та задачі математичної фізики: типи рівнянь у часткових похідних; закони Кеплера та Ньютона; ідеї та рівняння Лапласа; комплексні функції; рівняння дифузії; рівняння теплопровідності. Формули аналітичної геометрії. Хвильове рівняння та рівняння Максвела. Загальна теорія рівнянь з частковими похідними, класифікація рівнянь другого порядку: еліптичний, гіперболічний та параболічний типи. Рівняння з частковими похідними першого порядку. Приклади. Деякі задачі електродинаміки: розповсюдження плоских хвиль, поляризація. Задачі статики.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, косультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи (тести, ідивідуальні завданя і письмовий іспит/диференційний залік).

Теорія поля та квантова механіка
Мета курсу: ознайомилення з найбільш фундаментальними фізичними принципами, що лежать в основі конкретних разділів фізики: класичної механіки, теорії полю, квантовий механіки, статистичної фізики. Засвоєння та застосування цих принципів дає студентам математичний апарат, що дозволяє описувати на якісному та кількісному рівнях фізичні явища і процеси. Зокрема, ці підходи абсолютно необхідні для поглибленого вивчення властивостей матеріалів, якими користуються в електрониці.
Зміст курсу: Вступ. Предмет і задачі дисципліни, зв’язок з фундаментальними і прикладними дисциплінами. Історична довідка.
Розділ 1. Принцип найменшої дії. Тема 1. Формулювання принципу найменшої дії. Вивід рівнянь Лагранжа. Тема 2. Закони збереження як наслідок симетрій простору та часу. Енергія, імпульс, момент імпульсу – зв’язок з функцією Лагранжа і класифікація систем, для яких має місце збереження цих величин. Тема 3. Рівняння Гамільтона і Гамільтона-Якобі.
Розділ 2. Теорія електромагнітного поля. Тема 1. Принцип відносності Ейнштейна. Інтервал між двома подіями – інваріант чотирьохвимірного світу Мінковського. Вивід перетворень Лоренца, чотирьохвимірні вектори. Рівняння релятивістської механіки. Тема 2. Дія для електромагнітного поля. Вивід рівнянь Максвелла. Рух заряду в однорідних електричному і магнітному полях. Мультипольні наближення. Тема 3. Електромагнітні хвилі. Геометрична оптика і границі її застосування. Дифракція. Випромінювання електромагнітних хвиль в дипольному наближенні.
Розділ 3. Квантова механіка. Тема 1. Необхідність перегляду уявлень класичної фізики. Основні принципи квантової механіки. Оператори основних фізичних величин. Співвідношення невизначеності. Рівняння Шредінгера. Тема 2. Деякі задачі квантової механіки, що мають точне розв’язання. Вільна частинка. Потенційний ящик. Лінійний осцилятор. Коефіцієнт проходження . Тема 3. Систематика станів воднеподібного атому. Принцип Паулі. Молекула водню. Обмінна взаємодія. Тема 4. Основи зонної теорії провідників.
Розділ 4. Статистична фізика. Тема 1. Верогіднісні підходи статистичної фізики. Функція розподілу. Ентропія, друге начало термодинаміки. Статистична рівновага. Розподіл Гіббса. Тема 2. Термодинаміка. Введення поняття температури. Термодинамічні функції і змінні. Зворотні і незворотні процеси, граничний ККД. Тема 3. Знаходження рівняння стану газів та конденсованих станів речовини. Квантові рідини, надплинність, надпровідність. Теорія флуктуацій.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульний контроль, екзамен.

Основи програмування та інформаційних технологій
Мета курсу: фундаментальна підготовка в галузі використання обчислювальної техніки, що може бути застосованим при обробці результатів експериментальних досліджень, виконанні курсових і дипломних робіт з фаху і при наступній трудовій діяльності.
Зміст курсу: Курс складається з трьох модулів:
1. Робота в середовищі Windows. Електронні таблиці Excel. Проведення математичних розрахунків і побудова графіків (MathCAD).
2. Бази даних. Теорія Баз Даних. Робота з базами даних у MS Access. Робота з базами даних у Visual Basic.
3 Чисельний аналіз. Елементи чисельного аналізу. Наближене інтегрування диференціаль-них рівнянь. Основи моделювання фізичних процесів та обробки результатів експерименту.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні роботи, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, індивідуальні завдання, курсовий проект та усний іспит.

Оптичні методи контролю багатошарових наноструктур
Мета курсу: вивчення основних фізичних явищ, в основі яких лежить взаємодія між електромагнітним випромінюванням і електронами у твердому тілі, вивчення можливостей використання цих явищ при створенні багатошарових елементів мікро- та наноелектроніки.
Зміст курсу: Курс складається з двох модулів:
1. Оптика наноструктур. Оптичні константи твердого тіла. Оптичні властивості ост-ровкових конденсатів. Оптичні властивості плівок та багатошарових наноструктур (пря-ма задача оптики)
2. Оптичні методи контролю багатошарових наноструктур. Визначення оптичних кон-стант окремих шарів багатошарових наноструктур (зворотна задача оптики). Засоби ви-рішення зворотної задачі оптики. Контроль оптичних параметрів багатошарових плівко-вих структур.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні роботи, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, індивідуальні завдання та усний іспит.

Фізичні основи оптоелектроніки
Мета курсу: вивчення основних фізичних явищ, в основі яких лежить взаємодія між електромагнітним випромінюванням і електронами у твердому тілі, вивчення можливостей використання цих явищ при створенні елементів мікро- та наноелектроніки.
Зміст курсу: Курс складається з двох модулів:
1. Оптика наноструктур. Оптичні константи твердого тіла. Оптичні властивості плі-вок. Поглинання світла напівпровідниками. Типи оптичних переходів у напівпровідниках. Процеси поглинання в напівпровідниках. Фотоелектричні процеси в напівпровідниках.
2. Напівпровідникові фотоприймачі й джерела випромінювання. Процеси випромінювання світла напівпровідниками. Емісія випромінювання з напівпровідників. Напівпровідникові лазери. Джерела випромінювання. Приймачі випромінювання.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні роботи, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, індивідуальні завдання та усний іспит.

Плівкові оптоелектронні приладові структури
Мета курсу: вивчення основних фізичних явищ, в основі яких лежить взаємодія між електромагнітним випромінюванням і електронами у твердому тілі, вивчення можливостей використання цих явищ при створенні плівкових оптоелектронних структур мікро- та наноелектроніки.
Зміст курсу: Курс складається з двох модулів:
1. Оптика наноструктур. Оптичні константи твердого тіла. Оптичні властивості ост-ровкових конденсатів. Оптичні властивості плівок та багатошарових наноструктур.
2. Оптоелектронні процеси в плівкових структурах. Плівкові багатошарові фотоприй-мачі й джерела випромінювання. Процеси поглинання і випромінювання світла в напівпрові-дниковими плівками. Фотоелектричні процеси в плівкових напівпровідниках.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні роботи, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, індивідуальні завдання та усний іспит.

Фізика напівпровідників та діелектриків
Мета курсу: студент повинен знати і вміти роз’яснити формули Лоренца для двох типів діелектриків; знати висновки зонної теорії твердого тіла; вміти застосовувати наближення слабкого та сильного зв’язку для розрахунку рівня Фермі, ефективної маси та концентрації носіїв; записати і пояснити зміст кінетичного рівняння; вміти провести елементарний розрахунок рухомості та електропровідності носіїв; описати контактні явища на границі двох провідників.
Зміст курсу: дисципліна складається з розділів:Зонна теорія твердого тіла. Моделі слабкого та сильного зв’язку. Застосування теорії збурень до електронних станів у кристалі. Поняття ефективної маси електрона. Зонна структура металів, діелектриків та напівпровідників. Діелектрикі: поляризація, внутрішне електричне поле, два класи діелектриків, формула Лоренца. Фізика напівпровідників: електрони та дірки у напівпровідниках; рівняння Максвела та Шредінгера, кінетичне рівняння; розподіл Фермі та Больцмана. Формула Річардсона–Дешмана. Розрахунок щільності станів. Збіднений та збагачений шари. Шар Шотткі. Ход потенціалу в запорному та антизапорному шарі.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, косультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи (тести, ідивідуальні завданя і письмовий іспит/диференційний залік).

Хімічні технології мікроелектроніки
Мета курсу: забезпечити оволодіння теоретичними знаннями з хімічних та електрохімічних методів очищення, травлення, полірування, профілювання поверхні, з дослідження параметрів p-n-переходів та нерівномірного перерозподілу домішок в напівпровідниках; з різноманітних хімічних та електрохімічних методів виготовлення плівкових шарів і шаруватих структур металів, діелектриків, елементарних напівпровідників та напівпровідникових сполук. Здійснити набуття практичних вмінь і навичок з хімічних і електрохімічних методів очищення і обробки поверхонь під час виготовлення та експлуатації виробів сучасної електронної техніки та геліоенергетики. Здійснити набуття практичних вмінь і навичок з хімічних і електрохімічних методів виготовлення матеріалів для мікро- і наноелектроніки та геліоенергетики.
Зміст курсу: Курс складається з розділів: Теоретичні основи технологій мікро- та наноелектроніки. Поверхні та активовані тверді тіла Дисперсні системи та істинні розчини. Фізико-хімічні особливості розчинів. Електрохімічні процеси. Хімічні і електрохімічні методи підготовки поверхонь. Очищення поверхонь. Хімічне і електрохімічне травлення і полірування поверхонь Спеціальне застосування електрохімічного травлення поверхонь. Електрохімічні способи мікропрофілювання виробів, виготовлення плівкових контактів та зондів. Хімічні та фізико-хімічні методи виготовлення плівкових матеріалів. Рідиннофазне хімічне осадження металів, напівпровідників та діелектриків. Рідиннофазні фізико-хімічні методи виготовлення твердих плівок. Газофазні та парофазні хімічні методи виготовлення твердих плівок.
Види навчальної діяльності: лекції, лабораторні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, екзамен.

Фізичні методи дослідження напівпровідникових матеріалів
Мета курсу: забезпечити оволодіння студентами теоретичними знаннями та практичними навичками щодо використання сучасних фізичних методів дослідження напівпровідникових матеріалів.
Зміст курсу: Курс складається з розділів: Фізична природа і використання ефектів Зеєбека та Холла для дослідження електронних параметрів монокристалічних напівпровідників. Визначення параметрів основних носіїв заряду в напівпровідниках методом Ван-дер-Пау та за залежністю їх магнетоопору від індукції магнітного поля. Темнові вольт-амперні характеристики однорідних напівпровідникових структур як явище та засіб дослідження їх фізичних властивостей і електронних параметрів. Теорія і особливості застосування методів визначення параметрів нерівноважних носіів заряду в напівпровідникових матеріалах.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, лабораторні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, тести, екзамен.

Фізика твердого тіла
Мета курсу: студент повинен знати і вміти роз’яснити формули Лоренца для двох типів діелектриків; знати висновки зонної теорії твердого тіла; вміти застосовувати наближення слабкого та сильного зв’язку для розрахунку рівня Фермі, ефективної маси та концентрації носіїв; записати і пояснити зміст кінетичного рівняння; вміти провести елементарний розрахунок рухомості та електропровідності носіїв; описати контактні явища на границі двох провідників.
Зміст курсу: дисципліна складається з розділів:Зонна теорія твердого тіла. Моделі слабкого та сильного зв’язку. Застосування теорії збурень до електронних станів у кристалі. Поняття ефективної маси електрона. Зонна структура металів, діелектриків та напівпровідників. Діелектрикі: поляризація, внутрішне електричне поле, два класи діелектриків, формула Лоренца. Фізика напівпровідників: електрони та дірки у напівпровідниках; рівняння Максвела та Шредінгера, кінетичне рівняння; розподіл Фермі та Больцмана. Формула Річардсона–Дешмана. Розрахунок щільності станів. Збіднений та збагачений шари. Шар Шотткі. Ход потенціалу в запорному та антизапорному шарі.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, косультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи (тести, ідивідуальні завданя і письмовий іспит/диференційний залік).

Хімія матеріалів і фазові перетворення
Мета курсу: Сформувати в студентів поняття про закономірності хімічних реакцій, фізичних процесів і явищ на основі положень фізики. Засвоїти розуміння основних закономірностей, що визначають спрямованість процесів, швидкість їхнього протікання й вплив на них зовнішнього чинників, а також опис стану рівноваги. Закласти базу для вивчення інших профільних дисциплін старших курсів.
Зміст курсу: Курс складається із двох розділів: «Фізика фазової рівноваги» і «Фізика фазових перетворень», які містять наступні теми: фізична хімія й термодинамічний опис стану речовини; хімічна термодинаміка й термохімія; навчання Гиббса про характеристичні функції; термодинаміка відкритих систем; вчення про гетерогенну рівновагу; термодинаміка розчинів ;фазова рівновага й вчення про діаграми стану; трикомпонентні системи; будова фаз у напівпровідникових і діелектричних сплавах; термодинаміка фазових перетворень; класифікація фазових перетворень; класична теорія зародження й кристалізація; кінетика й морфологія росту кристалів; кристалізація в напівпровідникових системах з необмеженою й обмеженою розчинністю.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття лабораторні роботи та консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи (тести, індивідуальні завдання,) и усний іспит.

Електроніка дефектів в напівпровідникових матеріалах
Мета курсу: забезпечити оволодіння студентами теоретичними знаннями та практичними навичками з фізики впливу ступеня розупорядкування атомної структури на електронну енергетичну структуру, електронні параметри і фізичні властивості монокристалічних напівпровідників.
Зміст курсу: Курс складається з розділів: Етапи розвитку електроніки, її матеріальної бази і метрологічних засобів. Електронна енергетична структура, рівноважні й нерівноважні носії заряду і питома провідність ідеального напівпровідникового кристалу. Електронні енергетичні рівні домішкових і власних точкових дефектів в елементарних монокристалічних напівпровідниках й напівпровідникових сполуках та їх вплив в залежності від концентрації на електронні параметри й фізичні властивості цих матеріалів. Вплив крайових дислокацій на електронну енергетичну структур, електронні параметри й фізичні властивості монокристалічних напівпровідників.
Види навчальної діяльності: лекції, практичні заняття, консультації.
Види контролю знань: модульні контрольні роботи, тести, залік.