Inżynieria nanostruktur – III rok

Podstawy automatyki dla NANO 

Semestr: zimowy
Godziny: 57
Forma zaliczenia: egzamin

Przedmiot ma na celu m.in.: zapoznanie z podstawowymi metodami analizy liniowych układów dynamicznych, ukształtowanie podstawowych umiejętności w zakresie projektowania regulatorów z użyciem inżynierskich narzędzi wspomagania projektowania czy rozumienie konieczności zapewnienia odpowiednich wymagań jakościowych w układach automatyki i metod ich uzyskania.

Podstawy projektowania dla NANO 

Semestr: zimowy
Godziny: 57
Forma zaliczenia: egzamin

Przedmiot omawiający podstawowe zagadnienia związane z zasadami projektowania. 

Fizyka ciała stałego dla NANO 

Semestr: zimowy
Godziny: 45
Forma zaliczenia: egzamin

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z fizyką półprzewodników, kryształów i ciała stałego. Wykład ma być źródłem wiedzy o technologii, której efektem są coraz nowocześniejsze przyrządy półprzewodnikowe stosowane w optoelektronice, nanoelektronice, fotonice i nanofotonice. 

Miernictwo dla NANO 

Semestr: zimowy
Godziny: 25
Forma zaliczenia: zaliczenie

Celem zajęć jest omówienie zagadnień związanych z praktyczną stroną metrologii (miernictwem). Poruszane są problemy budowy systemów pomiarowych zarówno cyfrowych jak i analogowych. Omówiono przykładowe rozwiązania realizacji pomiaru różnych wielkości oraz sposoby przetwarzania i reprezentacji sygnału. Szczególny nacisk położono na rozwiązania z wykorzystaniem komputera jako narzędzia do obróbki i magazynowania danych. Zajęcia prowadzone są w formie wykładu. 

Termodynamika techniczna

Semestr: zimowy
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Przedmiot obejmuje wykłady oraz laboratoria, na których omawiane są zagadnienia związane z termodynamiką. Wykłady obejmują takie zagadnienia jak: podstawy termodynamiki, ciepło i praca, temperatura, pojęcie stanu, parametry i funkcje termodynamiczne; przemiany i obiegi termodynamiczne; prawa termodynamiki w odniesieniu do układów zamkniętych, otwartych stacjonarnych i częściowo stacjonarnych. Natomiast laboratoria obejmują: opis ilościowy układów zamkniętych; przemiany fazowe; opis ilościowy i projektowanie urządzeń otwartych stacjonarnych: wymienniki ciepła, dysze, dyfuzory, dławiki gazu, turbiny, sprężarki, pompy, silniki cieplne, siłownie parowe i chłodziarki sprężarkowe; opis ilościowy i projektowanie układów częściowo stacjonarnych: napełnianie i opróżnianie zbiorników; wykorzystanie tablic termodynamicznych i wspierających programów komputerowych (computer aided thermodynamic tables).

Pracownia miernictwa dla NANO 

Semestr: letni
Godziny: 42
Forma zaliczenia: zaliczenie

Pracownia miernictwa rozszerza wykład z miernictwa o praktyczne aspekty wykorzystania wiedzy teoretycznej. 

Teoria nanostruktur 

Semestr: letni
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Zajęcia z przedmiotu „Teoria nanostruktury” na kierunku inżynieria nanostruktur obejmują 30 godzin wykładów oraz 30 godzin laboratoriów. Przedmiot obejmuje zagadnienia związane z badaniem, wykorzystaniem i wytwarzaniem nanostruktur. Uczestnicy kursu zapoznają się z metodami otrzymywania nanostruktur za pomocą technik bottom-up i top-down. Następnie dowiedzą się jakie są własności danych nanostruktur i skąd one wynikają oraz zapoznają się z technikami pomiarowymi w skali nano. W ramach wykładu zostanie pokazane praktycznie wykorzystanie teorii kwantowej do modelowania nanostruktur o zadanych własnościach oraz ich implementacja zostanie wykonana na laboratoriach.  

Pracownia inżynierska 1

Semestr: letni
Godziny: 25
Forma zaliczenia: zaliczenie

Studenci pracują nad tematem pracy inżynierskiej pod opieką swoich promotorów.

Proseminarium inżynierskie 

Semestr: letni
Godziny: 20
Forma zaliczenia: zaliczenie

Zajęcia polegają na wygłaszaniu przygotowywanych samodzielnie dwóch trzydziestominutowych referatów o tematyce technicznej z wykorzystaniem środków multimedialnych: pierwszy na dowolny temat wybrany przez studenta, drugi na temat zadany przez nauczyciela prowadzącego proseminarium. Po wygłoszeniu referatu następuje dyskusja. 

Prowadzący określa liczbę prac pisemnych w języku polskim, ich format oraz terminy oddania prac. Ocenie podlegają wszystkie te elementy: referat, praca pisemna, udział w dyskusji. 

Uzupełniające przedmioty do wyboru:

Fizyka atomowa i molekularna 

Semestr: zimowy
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Celem zajęć jest przekazanie wiedzy dotyczącej budowy atomów i cząsteczek, struktury ich poziomów energetycznych oraz widm absorpcyjnych i emisyjnych, oraz przedstawienie podstaw spektroskopii atomowej i molekularnej jako narzędzia do badania struktury i widm atomów i cząsteczek. 

Elektryczność i magnetyzm 

Semestr: zimowy
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Celem wykładu jest uzupełnienie wiadomości dotyczących pola elektromagnetycznego zdobytych w czasie kursu z podstaw fizyki. W szczególności omówione zostaną podstawowe aspekty oddziaływania pól statycznych i dynamicznych z ośrodkami materialnymi w ujęciu elektrodynamiki klasycznej oraz pola wytwarzane przez ładunki w ruchu. 

Optyka 

Semestr: letni
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Wykład z optyki mający na celu przekazanie wiedzy na temat natury światła oraz jego opisu w ujęciu geometrycznym, falowym oraz korpuskularnym, a także wprowadzenie formalizmu pozwalającego na opis układów i zjawisk optycznych. W ramach wykładu zostanie przedstawiony opis propagacji światła w ośrodkach i prostych układach optycznych, zwięźle opisany szereg zjawisk optycznych, zawierający m. in. interferencję i dyfrakcję, polaryzację światła, efekty akusto- i elektro-optyczne czy efekty związane z optyką nieliniową. Zjawiska te będą omawiane w kontekście wykorzystania zarówno w urządzeniach życia codziennego jak również w urządzeniach pomiarowych i nauce. W celu wykształcenia umiejętności przewidywania parametrów prostych układów optycznych i zjawisk fizycznych metodami analitycznymi na zajęciach rachunkowych zostanie rozwiązanych szereg zagadnień problemowych. 

Przedmioty do wyboru dla NANO III rok:

Numeryczne modelowanie nanostruktur 

Semestr: zimowy
Godziny: 30
Forma zaliczenia: zaliczenie

Zajęcia z przedmiotu „Numeryczne modelowanie nanostruktur” na kierunku Inżynieria nanostruktur obejmuje 30 godzin laboratoriów. Przedmiot obejmuje zagadnienia związane modelowaniem układów niskowymiarowych, w dużej części za pomocą metody ciasnego wiązania. 

Efekty topologiczne w strukturach niskowymiarowych 

Semestr: zimowy
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Zajęcia z przedmiotu „Efekty topologiczne w strukturach niskowymiarowych” na kierunku inżynieria nanostruktur obejmują 30 godzin wykładów i 30 godzin laboratoriów. Przedmiot obejmuje zagadnienia związane z efektami topologicznymi w fizyce fazy skondensowanej materii, badań zapoczątkowanych w latach 80’ ubiegłego wieku, a których renesans nastąpił w pierwszej dekadzie XXI wieku. Badania te zostały uhonorowane Nagrodą Nobla w 2016 roku „za teoretyczne odkrycia topologicznych przejść fazowych i topologicznych faz materii” (laureaci: Duncan Haldane, David Thouless i Michael Kosterlitz).  Zasadniczym celem kursu jest przedstawienie podstaw matematycznych zjawisk topologicznych w mechanice kwantowej oraz wprowadzenie, od strony praktycznej, do procesu modelowania takich układów w strukturach niskowymiarowych. Dzięki zdobytej wiedzy uczestnicy kursu zaznajomią się z procesem projektowania układów o rozmiarach nanoskopowych o zadanych własnościach elektronowych i transportowych przy użyciu zaawansowanych narzędzi kwantowo-mechanicznych. 

Konwersatorium z języka angielskiego

Semestr: zimowy
Godziny: 30
Forma zaliczenia: zaliczenie

Zajęcia w formie konwersatorium pozwalające studentom na doskonalenie umiejętności komunikowania się w języku angielskim, z uwzględnieniem potrzeb wynikających z funkcjonowania w środowisku akademickim, naukowym i zawodowym. 

Oddziaływania molekuł i zimna materia 

Semestr: zimowy
Godziny: 30
Forma zaliczenia: egzamin

Zajęcia skupiają się na oddziaływaniach, czyli różnicą, między tym jak zachowuje się system, kiedy popatrzymy na niego z punktu widzenia podsystemów. Na wykładzie zajmiemy się oddziaływaniami typu: atom-atom, molekuła-molekuła, atom-światło. Zostaną również omówione najnowsze platformy symulowania i badania takich systemów, jakimi są ultrazimne atomy i molekuły.

Fizyka jądrowa 

Semestr: letni
Godziny: 30
Forma zaliczenia: egzamin

Celem tych zajęć jest przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu z historii fizyki jądrowej; głównych teorii opisujących jądro atomowe; zasad rządzących przemianami i reakcjami jądrowymi; podstawowych teorii oddziaływania promieniowania jądrowego z materią; budowy i zasad działania urządzeń wykorzystywanych w eksperymentach w dziedzinie fizyki jądrowej; wybranych zastosowań promieniotwórczości i reakcji jądrowych.

Kwantowa fizyka materii skondensowanej 

Semestr: letni
Godziny: 45
Forma zaliczenia: egzamin

Zajęcia z kursu „Kwantowa fizyka materii skondensowanej” obejmuje 30 godzin wykładów oraz 15 godzin ćwiczeń. Przedmiot ma na celu wprowadzenie studentów do formalizmu matematycznego nierelatywistycznej mechaniki kwantowej oraz zastosowaniu go w zagadnieniach z fizyki materii skondensowanej oraz na przykładach ultrazimnych gazów kwantowych. 

Komputer jako narzędzie pomiarowe 

Semestr: letni
Godziny: 30
Forma zaliczenia: zaliczenie

Celem tego kursu jest: przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu budowy i działania komputera, zasad jego współpracy z urządzeniami wejścia/ wyjścia ze szczególnym uwzględnieniem urządzeń wykorzystywanych w eksperymentach fizycznych oraz wykształcenie umiejętności tworzenia prostych programów obsługujących te urządzenia. 

Struktury komputerowych systemów pomiarowych 

Semestr: letni
Godziny: 60
Forma zaliczenia: egzamin

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z najważniejszymi elementami i strukturą komputerowych systemów pomiarowych, przedstawienie interfejsów stosowanych do komunikacji z przyrządami pomiarowymi oraz zasad tworzenia oprogramowania systemu pomiarowego (LabVIEW). 

Podstawy grafiki komputerowej 

Semestr: letni
Godziny: 30
Forma zaliczenia: zaliczenie

Program zajęć obejmuje zagadnienia wstępne grafiki cyfrowej w reprezentacjach rastrowej i wektorowej. Omawiane są podstawowe pojęcia, narzędzia i metody obróbki grafiki rastrowej, kompresja obrazu cyfrowego, reprezentacja koloru oraz podstawowe narzędzia i techniki tworzenia obrazów wektorowych. Podczas zajęć słuchacze wykonują proste ćwiczenia na obrazach cyfrowych, przy użyciu programów odp. GIMP i Corel Draw.