Thạc sĩ vật lý lượng tử cho vật liệu kỹ thuật tiên tiến

Chung

Chương trình mô tả

Chương trình Thạc sỹ Vật lý lượng tử cho Kỹ thuật ứng dụng Vật liệu tiên tiến dành cho nghiên cứu các hiện tượng vật lý mới được phát hiện trong các vật liệu nano và các thiết bị lượng tử được tạo ra từ 20-30 năm qua trong việc tìm kiếm các thành phần cho điện tử lượng tử. Đồng thời chương trình giải quyết các nguyên tắc vật lý cơ bản của các hệ thống điện tử và các thiết bị điện tử lượng tử, cũng như một số các kỹ thuật sản xuất quan trọng và các phép đo các đặc tính vật lý và hóa học của các cấu trúc và vật liệu lượng tử có kích thước. Chương trình được thiết kế cho sinh viên được đào tạo về số lượng các khóa học đại học trong vật lý nói chung và giới thiệu về vật lý lý thuyết cho một cử nhân, trong đó bao gồm các khóa học: cơ học lý thuyết và lý thuyết đàn hồi, điện động lực, cơ học lượng tử và vật lý thống kê. Chương trình không bắt đầu đào tạo đặc biệt cho sinh viên trong vật lý chất rắn, bởi vì nó bao gồm các khóa học cơ bản trong:

1) vật lý lượng tử hiện đại về chất rắn,
2) lý thuyết điện tử của kim loại,
3) công nghệ và vật liệu của điện tử lượng tử,
4) các phương pháp quang phổ của vật liệu đặc trưng.


Các phương tiện giảng dạy cho chương trình này là tiếng Anh.


Một tính năng đặc biệt của chương trình Thạc sĩ này là tập trung vào việc nghiên cứu các hiện tượng vật lý mới trong vật liệu và thiết bị lượng tử có kích thước, tất cả đều được bỏ qua trong các khóa học truyền thống của vật lý chất rắn. Những đối tượng của nghiên cứu xuất hiện trong 20-30 năm qua do sự phát triển của các công cụ và phương pháp đo lường và chuyển đổi các tính chất của vật liệu trong phạm vi nanomet của khoảng cách. Mặc dù các hiện tượng vật lý và các quá trình quan sát thấy trong các vật liệu mới và các cấu trúc nano được mô tả trong khuôn khổ cũng như thành lập các khái niệm cơ bản của lượng tử và vật lý cổ điển, họ không thể trở thành một đối tượng nghiên cứu của các khóa học đào tạo truyền thống về vật lý chất rắn, được tạo ra ở giữa thế kỷ XX, chỉ đơn giản là bởi vì hầu hết các thiết bị và dụng cụ đo thích hợp cho nghiên cứu của họ đã chưa phát triển. Vòng tròn của các hiện tượng vật lý mới được nghiên cứu trong khóa học đặc biệt của chương trình thạc sĩ này bao gồm các ảnh hưởng của kích thước lượng tử trong các cấu trúc thấp chiều, đặc biệt là hiệu ứng Hall lượng tử, biến động phí học lượng tử, phong tỏa Coulomb và Landauer dẫn lượng tử của các địa chỉ liên lạc của kích thước nguyên tử , số liệu thống kê Wigner-Dyson các mức năng lượng điện tử trong nanoclusters, các dao động Rabi trong hệ thống hai cấp, phổ của các chấm lượng tử, giếng nước và dây điện trong một từ trường, các phonon trong các cấu trúc fractal, chế độ Einstein trong vật liệu bán dẫn nhiệt điện với phức tạp tinh di động, vv Chương trình thạc sĩ này cho phép sinh viên tự định hướng nghiên cứu khoa học và ứng dụng hiện đại và phát triển các vật liệu lượng tử và các thiết bị thông qua việc thu thập các kỹ năng trong việc tính toán cả lý thuyết trong lĩnh vực vật lý lượng tử của hệ thống nano cũng như các phép thử thực nghiệm bằng cách sử dụng lĩnh vực quét điện tử và kính hiển vi thăm dò điện tử và quang phổ.

Các khóa học cơ bản 1) Vật lý lượng tử hiện đại của chất rắn (1 học kỳ) giới thiệu về các khía cạnh khác nhau của vật lý học thể rắn hiện đại, bao gồm các hiện tượng trong các vật thể có kích thước nguyên tử, bao gồm các hiệu ứng trong các chủ đề sau: Hiệu ứng lượng tử Hall, graphene và ống nano cacbon , Dẫn điện lượng tử Landauer của các tiếp xúc kích thước nguyên tử, nam châm lượng tử (chuỗi spin), từ tính của các hệ thống nung, chất bán dẫn từ, bao gồm silic pha tạp với mangan, magnetoresistance khổng lồ, chuyển pha lượng tử, kích thích năng lượng thấp trong phương tiện truyền nhiễm và các cấu trúc fractal, dây dẫn, kim loại với fermions nặng, chất bán dẫn Kondo, quasicrystals và các hợp chất phức hợp phức tạp; 2) Lý thuyết điện tử của kim loại (1 semester) giới thiệu vào: các phương pháp cơ bản và kết quả của lý thuyết điện tử của kim loại, nằm trong trọng tâm của nghiên cứu hiện tại về tính chất lượng tử của chất rắn và sử dụng khái niệm các hạt bán tử của Landau và Fermi lý thuyết lỏng để mô tả các tính chất của các kim loại thông thường; mô tả các hiện tượng trong các chất siêu dẫn, dựa trên khái niệm phá vỡ đối xứng tự phát và sự ngưng tụ Bose của cặp Cooper trong khuôn khổ của lý thuyết Bardeen, Cooper và Schrieffer, với việc áp dụng phương trình của Ginzburg và Landau; nền tảng của kỹ thuật chức năng của Green và các ứng dụng của nó để dự đoán và giải thích các thí nghiệm liên quan đến tán xạ photon, neutron, muon và đo các đặc tính điện áp dòng điện của các microcontact đường hầm; 3) Công nghệ và Vật liệu Điện tử lượng tử (học kỳ 2) giới thiệu về: tính chất vật lý của vật liệu bán dẫn cơ bản và phương pháp công nghệ nano liên quan đến việc tạo ra các yếu tố cơ bản của nanoelectronics, optoelectronics, thiết bị lượng tử, đặc biệt, thay đổi tính chất điện và quang học của vật liệu rời khi chúng được sản xuất ở dạng cấu trúc bậc thấp (giếng lượng tử, dây và chấm) do ảnh hưởng của hiệu ứng lượng tử cỡ; với sự nhấn mạnh đến C, Si, các giải pháp rắn GeXSi1 -X, các hợp chất và các dung dịch rắn А2В6 và A3B5; cũng được coi là các công nghệ cơ bản của sản xuất các cấu trúc lượng tử: mô phỏng pha lỏng, chùm epitaxy phân tử, epitaxy pha hơi của các hợp chất hữu cơ, nanolithography, tự tổ chức các dây lượng tử và các chấm; phác thảo về việc sử dụng các cấu trúc chiều thấp trong các thiết bị vi điện tử nano; cũng được coi là phát ra điốt và tia laze cho các vùng quang phổ hồng ngoại, có thể nhìn thấy và cực tím, các bộ dò ánh sáng và bóng bán dẫn; 4) Các phương pháp quang phổ để phân tích vật liệu (học kỳ 1) giới thiệu: các nguyên lý cơ bản của các phương pháp phân tích vật liệu hiện đại, như quang phổ electron Auger (AES), quang phổ quang phổ tia X (XRF), quang phổ khối ion thứ phát SIMS), kính hiển vi điện tử truyền qua kính hiển vi điện tử (TEM), kính hiển vi điện tử quét (SIM), tức là các phương pháp cho phép chúng tôi điều tra thành phần hóa học, cấu tạo nguyên tử, cấu trúc nguyên tử, hoàn thiện cấu trúc bề mặt của các chất rắn, các lớp bề mặt, các ranh giới giữa các cấu trúc và cấu trúc nano.

Các khoá học đặc biệt làm quen với các khu vực hiện đại cơ bản của nghiên cứu vật lý lý thuyết trong các hệ thống nano, bao gồm cả các hệ thống chiều thấp. 1) Các tính chất điện tử lượng tử của các hệ thống nano (học kỳ 3) đưa vào: lý thuyết về hiện tượng lượng tử điện tử trong các hệ thống nano: các ma trận Hamilton ngẫu nhiên của Wigner-Dyson và nhiệt động lực học của các hạt nano, chuyển tiếp Peierls trong các chất dẫn điện một chiều, chuyển tiếp của Ising và Berezinskii Kosterlitz- Không có trong các hệ thống mạng lưới hai chiều, lý thuyết về sự dao động spin trong chuỗi Ising một chiều, lý thuyết dẫn suất lượng tử Landauer về tiếp xúc lượng tử; 2) Vật lý của màng tinh thể lỏng (học kỳ 3) đưa vào: vật lý của các tinh thể lỏng và các ứng dụng của nó tới lý thuyết màng lipid, đặc biệt, thành các nguyên tố cơ bản của độ dẻo của tinh thể lỏng thích nghi để mô tả màng đôi, nhiệt động lực học và động học của pha sự chuyển tiếp trong các hệ đa cực, các sơ đồ giai đoạn Gibbs và các mô hình mạng lưới hai chiều khác nhau; lý thuyết cơ bản của việc làm ướt, thích nghi với biomembranes, cơ chế tương tác lipid protein và điều kiện hình thành các màng mỏng ướt, sự phụ thuộc của tốc độ của các quá trình tế bào đối với năng lượng tạo thành các cấu trúc màng tế bào sử dụng exo và endocytosis; 3) Vật lý của hệ thống các hệ thống bậc thấp (học kỳ 2) giới thiệu: các hệ thống bậc thấp - quĩ lượng tử hai chiều, dây lượng tử một chiều và các chấm lượng tử gần như bằng không, đặc biệt với các cơ lượng tử các hiện tượng trong các hệ thống như vậy và ảnh hưởng của các trường điện và từ bên ngoài, các phương pháp mô hình và tính toán máy tính từ các nguyên tắc đầu tiên của các tham số của các hệ thống chiều thấp: tần số cộng hưởng, quang phổ năng lượng và các chức năng sóng của các hệ thống điện tử và exciton với các tàu sân bay giếng và các chấm lượng tử kết hợp; sự tiến hóa của quang phổ và sự tái cấu trúc của các trạng thái spin của các phân tử bao gồm các chấm lượng tử theo chiều ngang và dọc; 4) Các phương pháp thực nghiệm trong vật lý của các hệ thống bậc thấp (học kỳ 2) giới thiệu vào: các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm về vận chuyển và tính chất từ ​​của chất rắn, bao gồm: hiệu ứng galvanomagnetic (magnetoresistance, Hall effect, hiệu ứng Haas-van Alphen, Hiệu ứng Shubnikov - de Haas), điện động lực của kim loại, cộng hưởng từ hạt nhân, cộng hưởng gamma hạt nhân; thiết bị và các kỹ thuật thực nghiệm đo các tín hiệu yếu khi có tiếng ồn, đo điện trở, nhiệt kế, ứng dụng từ trường cao; các phương pháp lựa chọn công nghệ đo lường thích hợp cho nghiên cứu, thiết kế thực nghiệm, thiết kế các thiết lập thực nghiệm, xử lý và giải thích kết quả thí nghiệm, khóa học cũng dạy các phương pháp phân tích bề mặt chất rắn, bao gồm: phân loại các phương pháp phân tích bề mặt vật liệu, đầu dò chùm ion (nghịch đảo Rutherford, tán xạ, quang phổ khối của ion thứ cấp), đầu dò chùm điện tử (quang phổ mất đặc tính, phát xạ electron thứ cấp, quang phổ Auger), đầu dò bức xạ điện từ, kính hiển vi đường hầm; 5) Sơ đồ giai đoạn của các hệ thống đa cực (học kỳ 3) giới thiệu về: phân tích sơ đồ pha của các hệ thống đa môi trường, bao gồm áp dụng cho các vật liệu và quy trình thực tế dựa trên phương pháp tính toán gói phần mềm "Thermo-Calc", cũng như các kỹ thuật ban đầu tập trung vào sử dụng chương trình rộng rãi EXCEL; các phương pháp giải quyết các nhiệm vụ sau: phân tích thành phần pha của vật liệu đa thành phần ở nhiệt độ khác nhau; ước tính đồ hoạ và tính toán của liquidus, solidus, và các nhiệt độ quan trọng của sự biến đổi pha; xây dựng các vết cắt cách điện và polythermal của ba, bốn và năm ngón tay hệ thống sử dụng cả hai phương pháp đồ họa và tính toán; tính toán khối lượng và khối lượng phân số của các pha trong các hệ thống đa phân tử, một phân tích quan trọng của thông tin về sơ đồ pha và tìm kiếm sai sót trong việc dự đoán cân bằng pha trong các hệ thống đa năng chưa được khám phá. 6) Tính chất điện tử của các cấu trúc bán dẫn hạn chế giới hạn lượng tử (học kỳ 2) giới thiệu về: vật lý của các cấu trúc dị thường lượng tử lượng tử thấp, đó là các cấu trúc mà chuyển động của tàu sân bay bị giới hạn trong một hoặc nhiều hướng tại các khoảng cách theo thứ tự của de Broglie bước sóng; vận chuyển điện tử và chuyển tiếp quang học trong các hệ thống điện tử chiều thấp, và sự khác biệt giữa tính chất điện tử của cấu trúc chiều thấp và của các chất bán dẫn số lượng lớn; ứng dụng các chấm và giếng lượng tử trong quang điện và laser. 7) Giới thiệu về đường dẫn phương pháp không thể thiếu trong vật lý chất rắn (2-nd học kỳ) động lực và nội dung: Ý tưởng của khóa học là giúp học sinh làm quen với phương pháp tiếp cận tích phân đường dẫn đến các vấn đề của vật lý chất rắn đại. Mục đích là để cung cấp cho sinh viên lệnh vững chắc của cách tiếp cận này thông qua các ví dụ được lựa chọn một cách cẩn thận và các vấn đề. Khóa học có sự lạc đề toán học vào tính toán phức tạp, những điều cơ bản của lượng tử thứ hai, lĩnh vực lượng tử, con đường mô tả không tách rời của cơ học lượng tử thống kê, lý thuyết hữu hạn nhiệt độ nhiễu loạn, lý thuyết về phản ứng tuyến tính, vấn đề cơ bản của phân tích nhóm tái chuẩn hóa và lý thuyết trường hiệu quả. Các dự án cuối cùng bao gồm các mô tả lý thuyết của bóng bán dẫn đơn điện tử thông qua hiệu quả hành động Ambegaokar-Eckern-Schoen. Các lớp học trong các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm giúp sinh viên có được một ý tưởng về các nguyên liệu cho cơ sở của điện tử lượng tử tương lai, cũng như về khả năng của các phương pháp đo lường: 1) quang phổ, 2) kính hiển vi đường hầm, 3) kính hiển vi điện tử quét, 4) , độ nhạy, địa phương, và khả năng áp dụng các phương pháp đo lường khác nhau để nghiên cứu các vật liệu nano. Trọng tâm của khóa học bài giảng là những vật liệu mới và thiết bị lượng tử hiện đại. Danh sách các vật liệu mới được nghiên cứu trong quá trình thực hiện chương trình bao gồm: 1) các ống nano cacbon graphene và 2) nam châm lượng tử - dây spin nguyên tử 3) chất bán dẫn từ - silicon pha tạp với mangan; 4) vật liệu bán dẫn dựa trên các dung dịch rắn của gecmani trong silic 5) các vật liệu không định dạng và cấu trúc fractal - aerogels, các chất dẫn hạt, 6) các kim loại fermionic nặng, các chất bán dẫn Kondo, 7) các quasicrystals và các vật liệu nhiệt học phức tạp cấu trúc dựa trên bismuth telluride. Nghiên cứu thiết bị điện tử bao gồm: 1) đường hầm liên lạc với kích thước nguyên tử, 2) chuyển mạch từ trên cơ sở manganit với magnetoresistance khổng lồ 3) Josephson 4) phát ra điốt và laser cho hồng ngoại, Nghiên cứu công nghệ sản xuất vật liệu lượng tử: 1) epitaxy pha lỏng, 2) epitaxy chùm phân tử, 3) epitaxy pha hơi từ hợp chất hữu cơ, 4) nanolithography, 5) tự tổ chức các dây lượng tử và chấm.

Nhập học

Xét tuyển vào chương trình của Thạc sĩ quốc tế tại MISiS mở cửa cho cả học sinh Nga và quốc tế. Do tất cả các lớp học sẽ được tiến hành bằng tiếng Anh, chúng tôi khuyên loa nonnative tiếng Anh đạt điểm TOEFL tối thiểu là 525 (thi trên giấy) hoặc 200 (trên máy tính) trước khi nhập học. Để áp dụng cho chương trình hai năm thạc sĩ tại MISiS, người nộp đơn phải có bằng cử nhân trong một lĩnh vực có liên quan. Sau khi hoàn thành chương trình học tại MISiS, ứng viên sẽ nhận được bằng tốt nghiệp Nhà nước Nga và một Diploma Supplement châu Âu.

Hạn chót nhập học

Hạn chót để nộp đơn vào mùa Thu 2018ngày 10 tháng 8 năm 2018 , tuy nhiên, chúng tôi khuyến khích sinh viên quốc tế nộp đơn vào ngày 20 tháng 7 năm 2018.

Cập nhật lần cuối Tháng Mười hai 2017

Giới thiệu về trường

With over 100 years of experience educating in the fields of scientific research, technology, and metallurgy, The National University of Science and Technology MISIS has a proud and distinguished hist ... Đọc thêm

With over 100 years of experience educating in the fields of scientific research, technology, and metallurgy, The National University of Science and Technology MISIS has a proud and distinguished history. Established in 1918, the University originated as the Department of Metallurgy in the Moscow Academy of Mines, and in the following decades has undergone several transformations before achieving its current designation as a national research university. Đọc ít hơn