Квантовая наноэлектроника и материалы (семинар наставника)

Магистратура 2023/2024

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Прикладная электроника и фотоника)

Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Арутюнов Константин Юрьевич, Кроитору Михаил Дмитриевич, Попова Елена Арнольдовна

Прогр. обучения: Прикладная электроника и фотоника

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 36

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс направлен на получение студентами базовых знаний по физике сверхпроводимости применительно к современной и быстро развивающейся области сверхпроводящих наноматериалов и их применений. Для успешного прохождения курса студент должен быть знаком с основными положениями классической и квантовой физики, а также - с методами современного физического исследования. Знания, полученные при изучении курса, могут быть использованы при изучении таких дисциплин, как электротехника, электроника, метрология и т.д. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде обсуждений на занятиях и коллоквиума.

Цель освоения дисциплины

Формирование представлений об основах физики сверхпроводимости;
Получение базовых знаний по основным прикладным вопросам сверхпроводимости;
Формирование профессиональных компетенций, связанных с использованием полученных знаний в дальнейшей производственной деятельности.

Планируемые результаты обучения

знает основные модельные представления, описывающие явление сверхпроводимости;
знает основные феноменологические положения физики сверхпроводимости;
знает основные эффекты и приложения сверхпроводимости;
решает типовые прикладные задачи.
решает типовые прикладные задачи.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Введение. Основные феноменологические проявления сверхпроводимости. Термодинамика сверхпроводников. Эффект Мейсснера.
Тема 2. Представление об основных моделях, описывающих явление сверхпроводимости: модель Лондонов, основы теории БКШ.
Тема 3. Модель Гинзбурга-Ландау. Квантование потока. Эффект Литтла-Паркса.
Тема 4. Сверхпроводники I-го и II-го рода, их поведение в магнитном поле. Первое и второе критическое поле. Промежуточное состояние. Вихри Абрикосова. Вихревое состояние.
Тема 5. Эффекты близости в контакте сверхпроводника с несверхпроводником. Сосуществование ферромагнетизма и сверхпроводимости. Основы сверхпроводящей спинтроники.
Тема 6. Низкоразмерный магнетизм.
Тема 7. Эффект Джозефсона. СКВИД. Применение эффекта Джозефсона.
Тема 8. Джозефсоновская логика и RSFQ. Сверхпроводящие кубиты, основы квантовых вычислений.
Тема 9. Флуктуации в сверхпроводниках. Неравновесная сверхпроводимость.
Тема 10. Болометры на холодных/горячих электронах.
Тема 11. Новые сверхпроводящие материалы и ВТСП.

Элементы контроля

Тест 11
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Презентация 1
Презентация (П). Каждый студент на предварительно оговоренном занятии должен будет сделать 15 мин. презентацию по материалам своей предыдущей бакалаврской (1-ый курс) и текущей магистерской (2-ой курс) работы. Оценка за презентацию выставляется по десятибалльной шкале.
Тест 12
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Активность 12
Активность (А). В процессе занятий по материалам семинара преподаватель может оценить активность студентов по материалам устного или письменного опроса. А1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый опрос А1,2i. Оценка за каждый опрос выставляется по десятибалльной шкале. Опрос проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Тест 13
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Активность 13
Активность (А). В процессе занятий по материалам семинара преподаватель может оценить активность студентов по материалам устного или письменного опроса. А1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый опрос А1,2i. Оценка за каждый опрос выставляется по десятибалльной шкале. Опрос проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Тест 14
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Активность 14
Активность (А). В процессе занятий по материалам семинара преподаватель может оценить активность студентов по материалам устного или письменного опроса. А1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый опрос А1,2i. Оценка за каждый опрос выставляется по десятибалльной шкале. Опрос проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Тест 21
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Презентация 2
Презентация (П). Каждый студент на предварительно оговоренном занятии должен будет сделать 15 мин. презентацию по материалам своей предыдущей бакалаврской (1-ый курс) и текущей магистерской (2-ой курс) работы. Оценка за презентацию выставляется по десятибалльной шкале.
Тест 22
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Активность 22
Активность (А). В процессе занятий по материалам семинара преподаватель может оценить активность студентов по материалам устного или письменного опроса. А1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый опрос А1,2i. Оценка за каждый опрос выставляется по десятибалльной шкале. Опрос проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Тест 23
Тест (Т). В конце некоторых занятий по материалам семинара будет проводиться тест в письменной форме. Т1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый тест Т1,2i. Оценка за каждый тест выставляется по десятибалльной шкале по баллам, указанным за каждый вопрос. Тест проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Активность 23
Активность (А). В процессе занятий по материалам семинара преподаватель может оценить активность студентов по материалам устного или письменного опроса. А1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый опрос А1,2i. Оценка за каждый опрос выставляется по десятибалльной шкале. Опрос проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Экзамен 1
Активность 21
Активность (А). В процессе занятий по материалам семинара преподаватель может оценить активность студентов по материалам устного или письменного опроса. А1,2 – оценка за выполнение тестов выставляется как среднее арифметическое оценок за каждый опрос А1,2i. Оценка за каждый опрос выставляется по десятибалльной шкале. Опрос проводится только на занятии в режиме реального времени и не подлежит пересдаче.
Экзамен 2

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 4 модуль
0.06 * Активность 12 + 0.07 * Активность 13 + 0.07 * Активность 14 + 0.1 * Презентация 1 + 0.075 * Тест 11 + 0.075 * Тест 12 + 0.075 * Тест 13 + 0.075 * Тест 14 + 0.4 * Экзамен 1
2023/2024 учебный год 3 модуль
0.06 * Активность 21 + 0.07 * Активность 22 + 0.07 * Активность 23 + 0.1 * Презентация 2 + 0.1 * Тест 21 + 0.1 * Тест 22 + 0.1 * Тест 23 + 0.4 * Экзамен 2

Список литературы

Авторы

Пугач Наталия Григорьевна
Арутюнов Константин Юрьевич
Романова Татьяна Валентиновна
Попова Елена Арнольдовна

Программа дисциплины