| Kods | MFZ702 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nosaukums | Nanomateriālu lāzertehnoloģijas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Statuss | Obligātais/Ierobežotās izvēles | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Līmenis un tips | Augstākā līmeņa, Akadēmiskais | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tematiskā joma | Fizika | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktūrvienība | Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mācībspēks | Artūrs Medvids | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kredītpunkti | 3.0 (4.5 ECTS) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Daļas | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Anotācija |
Lekciju kurss ietver lāzertehnoloģiju pamatjēdzienu apgūšanu. Tas ir pamats nanostruktūru. veidošanai ar lāzera starojumu. Lāzertehnoloģijas pamats ir zināšanas par lāzera starojuma mijiedarbību ar vielu. To mijiedarbības mehānisms ir atkarīgs no vielas uzbūves un stāvokļa (gāze, šķidrums un cietviela) un lāzera starojuma parametriem: viļņa garuma, enerģijas un impulsa ilguma. Visbiežāk metināšanas, griešanas vai urbšanas tehnoloģijās tiek izmantots nepārtraukts lāzera starojums, tāds kā CO, CO2 , Nd:YAG vai starojums ar mikrosekunžu impulsa ilgumu. Tāpēc ir nepieciešams zināt par lāzera starojuma mijiedarbības mehānismu ar cietvielu, tā ir elektromagnētiskā starojuma enerģijas pārveidošana siltuma enerģijā, pie tam, visbiežāk, cietvielu temperatūra pārsniedz kušanas temperatūru. Pie īsākiem lāzera impulsiem (10-9s -10 -12s) notiek citi procesi tādi kā: lāzera ablācija, pāreja pusvadītājs – dielektriķis, vielas pārkarsēšana u.c. Lai matemātiski aprakstītu lāzerablāciju, uz šo brīdi eksistē trīs galvenie modeļi: hidrodinamiskais, siltuma un sprādziena. Tiks izskatītas cietvielu un gāzes lāzeru konstrukcijas un darbības principi.. Patreiz vispopulārākie nanostruktūras veidošanas paņēmieni ir: jonu implantācija, molekulāro staru epitaksija un ķīmiskā tvaiku nogulsnēšana. Šo metožu galvenais trūkums ir to lielās pašizmaksas. Bez tam, bieži tiek izmantota lāzerablācija, tās galvenais trūkums ir liela daļiņu izkliede pēc izmēriem. Kā arī ir zināms nanostruktūru veidošanas paņēmiens, kas balstās uz termogradienta efektu (TGE). TGE apstākļos atomi ar lielāko efektīvo diametru, piemēram Ge, silīcija kristāliskajā režģī pārvietojas temperatūras gradienta virzienā, tādēļ uz ar lāzeru apstarotās virsmas veidojas plāna Ge kārtiņa. Tā kā Ge kristāliskā režģa konstante ir par 4% lielāka nekā Si, veidojas mehāniski spriegumi. To relaksācija notiek, veidojoties nanokonusiem, atbilstoši Stranski-Krostanova modelim.. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Studiju kursa saturs |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Mērķis un uzdevumi, izteikti kompetencēs un prasmēs |
Iegūt zināšanas par kvantu fizikas nozīmi nanomateriālu iegūšanā ar noteiktām fizikālajām īpašībām, kā arī prast izskaidrot nanostruktūru fizikālo īpašību sakarības. Spēt pamatot dažādo ar lāzera starojumu veidoto nanostruktūru pielietošanas jomas. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Sasniedzamie studiju rezultāti un to vērtēšana |
Spēj noteikt un izskaidrot ar lāzera staru veidoto nanostruktūru fizikālās īpašības. - Pārbaudes veidi:kontroldarbi, mājas darbi un referāti praktiskajās nodarbībās,
Ieskaite (rakstiski). Kritēriji: spēj izskaidrot fizikālos efektus, kas tiek novēroti pusvadītāju nanostruktūrās. Spēj orientēties ar lāzera staru iegūstamo nanostruktūru veidošanas metodēs. - Pārbaudes veidi:kontroldarbi un referāti praktiskajās nodarbībās, Ieskaite (rakstiski). Kritēriji: spēj novērtēt nanostruktūru veidošanas paņēmienus un izvēlēties noteiktam uzdevumam nepieciešamo. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Priekšzināšanas | Vispārīgā fizika vismaz 6 KP apjomā, Vispārīgā matemātika vismaz 9 KP, Nanomateriālu fizika un to iegūšanas fizikālās metodes 6 KP apjomā. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Studiju kursa plānojums |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||