Курси за вибором

Сучасні уявлення про атомну і електронну будову наноструктур, новітні відкриття в області природознавства і сучасні проблеми фізики; методи отримання вільних кластерів, графену, фулеренів, вуглецевих нанотрубок, наночастинок, формування кластерних систем і способів їх компактування, принципи формування тонкоплівкових структур; особливості атомної і електронної будови кластерів, наночастинок і каркасних наноструктур, кластерні моделі, властивості кластерів і наночастинок; фізичну природу явищ і ефектів в кластерах, наночастинках і каркасних структурах, фізичні фактори, які є специфічними для кластерів і малих частинок.

Курс складається із стислого огляду-класифікації сучасних методів дослідження матеріалів під впливом зовнішніх чинників: температури, тиску, механічного навантаження, магнітних та електричних полів та різних видів опромінення – різноманітні спектроскопічні методи. Більш детально, на прикладах європейських експериментальних інфраструктур, розглянуто способи реалізації високих магнітних полів та їх застосування, синхротронні експерименти та метод фотоелектронної спектроскопії, дифракційні методи
та методи тунельної електронної спектроскопії.

Сучасні уявлення про роль електрон-електронної взаємодії у формуванні фізичних властивостей систем з вузькими енергетичними зонами та зв’язок електронної структури сильно корельованих систем (СКС) з ефектами локалізації та делокалізації носіїв заряду та спіну, про їхні рівноважні властивості та причини і закономірності фазових перетворень в СКС, про сучасні експериментальні та теоретичні методи дослідження електронних структури та властивостей функціональних матеріалах на основі СКС.

​Метою викладення дисципліни “Квантова електроніка” є вивчення фізики лазерів та лазерних технологій. Використання лазерів в  науці та техніці, зокрема, в системах запису, переробки, кодування та розпізнавання, передачі інформації, в системах дистанційного керування, в медицині  та  обробці матеріалів. Курс передбачає вивчення основних принципів та понятійного апарату квантової електроніки та базується на дисциплінах - оптика, спектроскопія  та фізика твердого тіла.

Завдання навчальної дисципліни

• Пояснити студентам  фізичні основи  лазерів та основні принципи їх функціонування;
• Знати класифікації лазерів по типу активної речовини, способу збудження та спектральному діапазону випромінювання і енергетики;
• Розуміти основи функціонування  стійких та нестійких резонаторів;
• Оволодіти основними практичними способами аналізу роботи лазера для визначення потужності накачки, порогових умов генерації;
• Знати основні характеристики лазерного випромінювання, які відповідальні за різноманітне використання лазерів в науці та практиці;
• Знати основи функціонування поширених типів лазерів та їх параметрів.

Знати: фізику взаємодії випромінення з речовиною як основу сучасних технологій створення і діагностики нових матеріалів у тому числі фізичні основи сучасних методів дифрактометрії функціональних матеріалів та виробів нанотехнологій, а також методів медичної діагностики і методів вивчення атомно-молекулярної структури біоматеріалів з використанням сучасної експериментальної бази, що включає джерела нового покоління синхротронного випромінення, електронів і нейтронів.

Вміти: створювати основи нових методів діагностики дефектної структури з урахуванням розвитку експериментальної бази і нових потреб нанотехнологій, а також розширювати функціональні можливості методів, що вже існують, та використовувати їх для діагностики характеристик структури матеріалів, що створюються, з ускладненою комбінованою надструктурою, макродеформаціями та мікродефектами.

Метою курса є з одного боку поглибнення знань з фізики твердого тіла і матеріалознавства, а з іншого  -  розвиток навичок застосування математичних методів моделювання властивостей різноманітних матеріалів. Як приклади  розглядаються менш традиційні теми фізики конденсованого стану, які стосуються процесів у діелектриках, сегнетоелектриках, органічних та неорганічних напівпровідниках, металах та надпровідниках. Всі розрахунки в лекціях проводяться наочно (на дошці), за необхідності із залученням графічних матеріалів, пов'язаних з відповідними експериментами. Матеріали курсу базуються на класичних джерелах, а також, значною мірою, на оригінальних дослідженнях. Після лекцій додаються презентаційні матеріали  англійською, засновані на аналогічному курсі, який автор викладав протягом багатьох років в Інституті Матеріалознавства Технічного Університету Дармштадта у Німеччині.

Метою курсу «Комп’ютерне моделювання електронних властивостей матеріалів» є опанування студентами сучасних навичок розрахунку електронної структури речовини; базові знання теорії функціоналу густини, що є основою для таких розрахунків; навички користування програмами для розрахунків із перших принципів на прикладі пакету Quantum Espresso; вміння користуватися графічним пакетом gnuplot для побудови графіків зонної структури, густини електронних станів, «товстих зон», фононних спектрів.