Прикладная квантовая и статистическая физика

Магистратура 2024/2025

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: 1-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Каган Максим Юрьевич, Кугель Климент Ильич, Попова Елена Арнольдовна

Прогр. обучения: Прикладная электроника и фотоника

Язык: русский

Кредиты: 12

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Базовый курс для магистрантов первого года обучения представляет собой необходимое для усвоения других курсов магистерской программы введение в основные принципы, определения и понятия квантовой механики, статистической физики, магнетизма, нанофизики и сверхпроводимости. Мы предлагаем нашим слушателям расширенное введение в основные принципы, определения и понятия квантовой механики и статистической физики, являющиеся основой понимания явлений в таких областях, как магнетизм, нанофизика и сверхпроводимость. Эти знания помогут будущим современным инженерам и технологам конструировать и проектировать малоразмерные устройства и приборы микроэлектроники, а также синтезировать и создавать новые материалы с заданными оптическими, электронными и магнитными свойствами. Эти знания также будут представлять важную основу для изучения таких перспективных и быстроразвивающихся областей, как квантовая информатика и квантовые вычисления. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде домашних заданий, контрольных работ и экзамена. Для прохождения курса требуются базовые знания по общей физике на уровне бакалавриата МИЭМ. Настоящий курс является введением в различные популярные тематики в физике твердого тела и низких температур с акцентом на применение новейших физических идей, разработанных при изучении сверхпроводимости и сверхтекучести , магнетизма, нанофизики и квантовой гидродинамики для электроники и энергетики, освоения космоса и квантовых вычислений.

Цель освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Прикладная квантовая и статистическая физика» является формирование у студентов современных представлений и основных компетенций в области квантовой механики и статистической физики, магнетизма, сверхпроводимости и нанофизики..

Планируемые результаты обучения

Владеет навыками проведения квантово-механических расчётов для моделирования новых материалов и приборов наноэлектроники.
Владеет навыками статистических расчётов для функций распределения.
Знает физические основы и методы квантовой механики.
Знает физические основы и методы статистической физики.
Умеет правильно выбирать математические и квантово-механические модели для исследования и создания новых материалов.
Владеет: - навыками теоретического и экспериментального анализа квантовых кооперативных явлений; - навыками использования методов теоретического и экспериментального исследования физических процессов и явлений в магнетиках.
Владеет: - навыками теоретического и экспериментального анализа квантовых кооперативных явлений; - навыками использования методов теоретического и экспериментального исследования физических процессов и явлений в сверхпроводниках.
Знает: - основы физики сверхпроводимости; - базовые модели высокотемпературной сверхпроводимости; - особенности спиновой и зарядовой подсистем в системах различной размерности.
Знает: - современные представления в области магнетизма, механизмы реализации магнитоупорядоченного состояния и магнитные свойства магнетиков; - методы исследования магнитоупорядоченных состояний.
Умеет: - анализировать экспериментальные данные в области магнетизма; - применять математический аппарат квантовой механики к конкретным задачам в теории магнетизма.
Умеет: - анализировать экспериментальные данные в области сверхпроводимости; - применять математический аппарат квантовой механики к конкретным задачам в теории сверхпроводимости.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Квантовая механика.
Тема 2. Магнетизм
Тема 3. Сверхпроводимость
Тема 4. Статистическая физика

Элементы контроля

Коллоквиум
Коллоквиум проводится в устной форме в конце 2 модуля.
Контрольная работа
Контрольная работа проводится в 3-ем модуле по Теме 3.
Экзамен 1 модуль
Экзамен проводится в конце 1-ого модуля по Теме 1.
Экзамен 3 модуль
Экзамен проводится в 3-ем модуле по темам: магнетизм, сверхпроводимость.
Экзамен 4 модуль
Экзамен проводится в конце 4-ого модуля по Теме 4.
Домашнее задание Д1,Д2,Д3,Д4,Д5
Для достижения хороших результатов при изучении дисциплины студентам необходимо самостоятельно дома выполнять задания, выданные преподавателем.
Домашние задания ДЗ-1, ДЗ-2, ДЗ-3
Для достижения хороших результатов при изучении дисциплины студентам необходимо самостоятельно дома выполнять задания, выданные преподавателем.

Промежуточная аттестация

2024/2025 1st module
0.5 * Домашние задания ДЗ-1, ДЗ-2, ДЗ-3 + 0.5 * Экзамен 1 модуль
2024/2025 3rd module
0.3 * Коллоквиум + 0.3 * Контрольная работа + 0.4 * Экзамен 3 модуль
2024/2025 4th module
0.5 * Домашнее задание Д1,Д2,Д3,Д4,Д5 + 0.5 * Экзамен 4 модуль

Список литературы

Авторы

Каган Максим Юрьевич
Пудалов Владимир Моисеевич
Кугель Климент Ильич
Попова Елена Арнольдовна

Программа дисциплины