Прикладная квантовая и статистическая физика

Магистратура 2022/2023

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

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, Пудалов Владимир Моисеевич

Прогр. обучения: Прикладная электроника и фотоника

Язык: русский

Кредиты: 12

Контактные часы: 104

Полная версия программы учебной дисциплины

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 а. Нанофизика
Тема 3. Сверхпроводимость
Тема 4. Статистическая физика

Элементы контроля

Домашние задания ДЗ-1, ДЗ-2, ДЗ-3
Для достижения хороших результатов при изучении дисциплины студентам необходимо самостоятельно дома выполнять задания, выданные преподавателем.
Домашнее задание Д1,Д2,Д3,Д4,Д5
Для достижения хороших результатов при изучении дисциплины студентам необходимо самостоятельно дома выполнять задания, выданные преподавателем.
Коллоквиум
Коллоквиум проводится в устной форме в начале 2 модуля.
Домашнее задание 2 модуль
Домашнее задание проводится во 2-м модуле. Тема домашнего задания - Нанофизика
Контрольная работа
Контрольная работа проводится в 3-ем модуле по Теме 4.
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, нанофизика, сверхпроводимость.
Экзамен 4 модуль
Экзамен проводится в конце 4-ого модуля по Теме 5.

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 1 модуль
0.5 * Домашние задания ДЗ-1, ДЗ-2, ДЗ-3 + 0.5 * Экзамен 1 модуль
2022/2023 учебный год 3 модуль
0.2 * Коллоквиум + 0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Домашнее задание 2 модуль + 0.4 * Экзамен 3 модуль
2022/2023 учебный год 4 модуль
0.5 * Экзамен 4 модуль + 0.5 * Домашнее задание Д1,Д2,Д3,Д4,Д5

Программа дисциплины