Реферат на тему «использования ИТ в Лабораторном сопровождении специальных курсов лекций по изучению электронных состояний и про

В данном реферате рассмотревается использование ИТ возможностей в лабораторном практикуме по физике на примере лабораторной работы цикла «Современные методы исследования полупроводниковых материалов» «изучение оптических характеристик наноструктурированных композитов, синтезированных ионной имплантацией полимерных плёнок».
2
В лабораторном практикуме наиболее используемы программы:
Microsoft Excel
Microsoft Office Access
Mathcad
Matrix Laboratory
Origin

Тонкие пленки полиимида (ПИ) имплантированы ионами бора с энергией 100 кэВ в интервале доз D=1⋅1015 – 6⋅1016 ион/cм2 на ионно-лучевом ускорителе ИЛУ-3. Спектры отражения и пропускания в интервале длин волн 200 – 800 нм регистрировались при комнатной температуре на двухлучевом спектрофотометре SPECORD UV VIS, а также в диапазоне 200 – 1100 нм на однолучевом спектрофотометре PROSKAN.
Описание лабораторной работы «изучение оптических характеристик наноструктурированных композитов, синтезированных ионной имплантацией полимерных плёнок».

Для студентов предлагается следующая методика выполнения работы:
Изучение классических оптических свойств твердых тел;
Изучение особенностей электронных свойств в наноструктурированных композитных тел;
Проведение экспериментальных исследований предлагаемых образцов и обработка результатов
В работе приводятся современные теоретические представления об оптических характеристиках углеродных композиционных материалов, базирующиеся на представлении об оптической щели Тауца и электромагнитной теории Ми, которые позволяют определить размер и концентрацию формирующихся металло-углеродных нанокластеров в полимерной матрице.

Применение программы SRIM 2006 в лабораторной работе “изучение оптических характеристик наноструктурированных композитов, синтезированных ионной имплантацией полимерных пленок ”
Для решения одного из заданий лабораторной работы, а именно расчета пробегов ионов в веществе, студенту предлагается воспользоваться рядом программ содержащих возможность расчёта пробегов: SRIM, TRIM, TRIDYN. Предпочтение, по мнению разработчиков лабораторной работы и преподавателей, отдаётся программе SRIM 2006. Так как данная программа адаптирована под современные операционные системы, имеет улучшенный алгоритм расчёта программ. Так же, что наиболее важно, программа содержит информацию, о тех полимерах, которые используются в лабораторной работе.
Программа позволяет, задав тип иона, энергию имплантации, материал, в который происходит имплантация, рассчитать среднею глубину проникновения имплантируемых ионов, их распределение по глубине, а так же распределение элементов образовавшихся в ходе процесса имплантации. Информация представляется как в графическом, так и цифровом виде.
Полученная в ходе расчетов информация служит, как ответ на поставленный вопрос в лабораторной работе, так и для проведения дальнейших исследований и расчётов. В частности расчётов размеров углеродных кластеров образовавшихся в процессе ИИ полимеров.
Использование программы SRIM 2006 позволяет ускорить процессы расчётов, по сравнению с ручной обработкой, что существенно сокращает затраченное время, тем самым оставляя возможность для более глубоких исследований. Таким образом ИТ позволяет готовить более квалифицированных специалистов, с учётом необходимости сохранения теоретических знаний принципов работы данных программ.

Применение программа Origin в лабораторной работе “изучение оптических характеристик наноструктурированных композитов, синтезированных ионной имплантацией полимерных пленок ”
Программа Origin используется в лабораторной работе для построения графиков. Пример спектры пропускания и отражения исходной и имплантированных ионами серебра полиимидных плёнок рисунки 1 и 2.
Использование программа Origin позволяет ускорить построение графиков, проводить аппроксимацию, проводить не сложные математические операции с данными полученными в ходе выполнения лабораторной работы. Построенные в программе Origin графики удобны для визуальной обработки, что позволяет получить представление о свойствах исследуемых материалов.
Благодаря использованию данной программы студенты повышают свой уровень или обучаются построению графиков, их обработки, а так же сопоставлению элементов полученных на графиках с реальными свойствами вещества.

Рисунок 3 Спектры пропускания (а), отражения с имплантированной стороны (б) и отражения с имплантированной стороны (в) исходной – 1 и имплантированных ионами серебра плёнок полиимида дозами D, cм-2:
2 –0,25⋅1017; 3 – 0,5⋅1017; 4 – 0,75⋅1017; 5 – 1,1017; 6 – 1,5⋅1017 при плотности ионного тока 4 мкА/см2; 7 – 1⋅1017 при плотности ионного тока 8 мкА/см2
а)
в)
Примеры графиков построенных в Origin
б)

В данной работе показано, что процесс подготовки высококвалифицированных специалистов в современных условиях невозможно без использования информационных технологий.
На примере лабораторной работы “изучение оптических характеристик наноструктурированных композитов, синтезированных ионной имплантацией полимерных пленок ” показано, что использование ИТ в учебном процессе позволяет:
Обучить студента, по средствам ИТ упростить и ускорить процесс обработки данных полученных в ходе эксперимента.
Дать знания об использовании современных программ по расчётам физических процессов.
Заключение: