Физика наносистем

Что такое физика наносистем?

Физика наносистем – это физика объектов, у которых хотя бы одно измерение имеет масштаб 10-9 м, в связи с чем такие объекты называют низкоразмерными, в отличие от макроскопического трехмерного объекта, с которым имеет дело классическая физика. Таким образом в физике наносистем различают двумерные объекты или тонкие пленки, у которых два измерения имеют макроскопический масштаб, а третье измерение ограничено нанометровым масштабом, одномерные объекты или квантовые нити, у которых нанометровое ограничение установлено для двух координат и, наконец. нульмерные объекты или квантовые точки, у которых  нанометровое ограничение введено для всех трех координат.

Свойства низкоразмерных систем или наносистем разительно отличаются от свойств классического трехмерного объекта. Так, например, электроны в тонких пленках могут сформировать двухмерный электронный газ, в квантовой нити – одномерный электронный газ, а в нульмерном объекте (в квантовой точке) электроны распределены по энергетическим уровням, в связи с чем такие объекты иногда называют водородоподобными.

Современная электроника основана на низкоразмерных объектах. Если многократно повторить тонкие пленки в последовательности металл-окисел-полупроводник, то получим гетероструктуру – базовый элемент современной интегральной микросхемы.

Современное материаловедение, создающее материалы для работы в тяжелых экстремальных условиях, охотно оперирует нанообъектами для придания обычным материалам новых свойств. Например, если в обычной стали структуру перевести в наноструктурный агрегат, то прочностные свойства стали многократно возрастут. Наноструктурированные материалы с высоким эксплуатационными свойствами находят применение в атомной промышленности, космической технике, современной авиационной технике и многих других технических направлениях.

Студенты 1 курса магистратуры «Физика наносистем» Макрушина А. и Панов С. у стендов Выставки на Всероссийском студенческом форуме

Студенты кафедры общей и экспериментальной физики демонстрируют плакат по наноструктурам на Всероссийском студенческом форуме , прошедшем в Алтайском государственном университете

Наши партнеры

В настоящее время с рядом научных организаций промышленных предприятий заключены договора о сотрудничестве, создана совместная Лаборатория контроля качества материалов и конструкций с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН. Ниже перечислены научные и производственные организации, с которыми активно ведется научно-исследовательская работа и для которых готовятся специалисты.

• Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск)
• Институт геологии и минералогии СО РАН (г. Новосибирск)
• Институт водных и экологических проблем (г. Барнаул)
• Федеральный научно-производственный центр «Алтай» (г. Бийск)
• Барнаульский котельный завод

На основании соглашения о сотрудничестве между СО РАН и ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный университет» Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН на базе «Алтайский государственный университет» подписано соглашение о создании совместной «Лаборатории контроля качества материалов и конструкций»

Гости из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, приехавшие в алтайский государственный университет на открытие совместной Лаборатории контроля качества материалов и конструкций, знакомятся с исследовательскими установками кафедры общей и экспериментальной физики.

Как это все постигать?

Быть профессионалом-физиком, в том числе профессионалом в области физики материалов, значит быть востребованным на рынке труда. Для этого надо усвоить фундаментальные базовые курсы физики, выполнить лабораторный практикум по общей физике, усвоить теоретические курсы физики и, наконец, изучить специальные курсы, формирующие профессиональные компетенции.

Спектрометр лаборатории оптики кафедры общей и экспериментальной физики:

Доцент кафедры ОиЭФ Соломатин К.В. в лаборатории оптики

Рентгеновский дифрактометр кафедры общей и экспериментальной физики:

Программно-аппаратный комплекс для управления рентгеновским дифрактометром ДРОН-3 позволяет регистрировать рентгенограммы и формировать базу данных рентгеноструктурных исследований

Основные учебные дисциплины

• Общая физика
• Высшая математика
• Информатика и программирование
• Теоретическая физика
• Физика твердого тела
• Кристаллография
• Физическое материаловедение
• Общий физический практикум

Доклад аспиранта кафедры общей и экспериментальной физики на Всероссиййской научной конференции студентов-физиков в г. Омске:

Аспирант Ярцев В. представляет доклад на международной конференции «Effect of influences on the strength and plasticity of metals and alloys, 1-20 September 2015» о релаксационной структуре углеродных нанопленок

Работа на установке по лазерному получению тонких углеродных алмазоподобных пленок:

Лазерный комплекс в составе двух мощных лазеров NTS-300 и ЛТН-103 и вакуумной установки ВУП-4. Аспирант Ярцев В. проводит эксперимент по получению тонких углеродных пленок

Кем будете работать

• Физик
• Инженер на предприятиях и организациях различного профиля
• Научный сотрудник в академических и отраслевых институтах
• Специалист в области информатики и вычислительной техники
• Специалист в области физического материаловедения и испытания материалов

Где можно работать

Промышленные предприятия

Федеральный научно-производственный цент «Алтай» (г. Бийск)

Завод Ротор (Барнаул)

Алтайский завод прецизионных изделий (Барнаул)

Барнаульский котельный завод (Барнаул)

Другие организации

• Органы власти
• Обучающие центры, школы, университеты
• Бизнес структуры
• Технические и сервисные структуры промышленных предприятий
• Центрально-заводские испытательные лаборатории промышленных предприятий
• Научно-исследовательские институты Российской академии наук
• Фирмы и организации, осуществляющие продажу, сервисное, гарантийное и постгарантийное обслуживание различного оборудования и приборов