Основные учебные курсы

Поступление в магистратуру на базовую кафедру Светодиодных технологий, реализующую магистерскую программу 200400.68 «Светодиодные технологии», предоставляет студенту возможность освоить профессиональный цикл учебных дисциплин, который подразделяется на основные курсы и дисциплины по выбору.

Материалы для лекционных, практических и лабораторных занятий подготовлены докторами и кандидатами физико-математических наук кафедры Светодиодных технологий, кафедр-партнеров НИУ ИТМО, сотрудниками и консультантами компании «Оптоган», имеющими многолетний опыт преподавания и работы в области физики и технологии полупроводниковых наногетероструктур и оптотехники.

Программу основных учебных курсов составляют следующие дисциплины:

Оптоэлектроника светодиодов

В курсе даются исчерпывающие сведения о светоизлучающих диодах и твердотельных источниках излучения, созданных на их основе. Рассказывается об основных видах светодиодов, светодиодных сборок, выполненных по технологии «чип-на-плате», областях их применения, достигнутых характеристиках и приводится прогноз развития рынка твердотельных источников излучения на ближайшие годы. С целью грамотного подхода к процессу проведения измерений параметров светодиодных источников излучения особое внимание уделяется существующим и разрабатываемым стандартам в сфере светодиодных технологий. Курс акцентирует внимание студента на вопросах вывода света и обеспечения теплового режима в светодиодных изделиях, использовании управляющей электроники и преимуществах интеллектуального освещения. Выполнение лабораторных работ в рамках курса позволит студенту самостоятельно решать «оптические» задачи в программном пакете ZEMAX, рассчитывать спектр, фотометрические, колориметрические и электрические характеристики светодиодного изделия, осуществлять выбор источника питания к светодиодному модулю. На практических занятиях основные понятия курса дублируются на английском языке для уверенного чтения студентом англоязычной литературы по профилю подготовки.

Физическое материаловедение светодиодных наноматериалов

В курсе изучаются способы получения, структурные особенности и физико-механические свойства наноматериалов, используемых в светодиодах. Анализируются причины возникновения механических напряжений в гомо- и гетерослоях светодиодных наноструктур и выявляются возможности предотвращения разрушающего действия таких напряжений. Особое внимание уделяется выявлению роли дефектов кристаллической структуры в светодиодных наноматериалах. Курс читается на английском языке, что существенно расширяет словарный запас студентов по предмету изучения, стимулирует к активной самостоятельной подготовке к занятиям и дает студентам навыки восприятия и общения на английском языке по актуальным вопросам современного материаловедения. Курс сопровождается практическими занятиями и лабораторными работами, освоив которые, студенты смогут самостоятельно ставить и решать задачи по моделированию физико-механического поведения светодиодных материалов в программных пакетах ANSYS и COMSOL-MULTIPHYSICS.

Светодиодные нанотехнологии

Содержание дисциплины нацелено на формирование у студентов практических знаний о технологиях светодиодных полупроводниковых чипов, светодиодов и светодиодных устройств. В курсе рассказывается о материалах, технологиях и технологических процессах, используемых в производстве светодиодов и устройств на их основе. Курс охватывает рассмотрение всех стадий изготовления и контроля параметров светодиодов, включая стадии роста светоизлучающей гетероструктуры, контроля толщины эпитаксиальных слоев, процессов фотолитографии, травления, нанесения контактов, разделения заготовок на отдельные чипы, полимеризации оптического покрытия над светодиодным чипом, тестирования характеристик светодиодов, сортировки светодиодов по бинам и упаковки их в блистер. В курсе обсуждаются методы характеризации слоёв гетероструктуры и измерений основных физических характеристик светодиодов. В курсе дается представление о мировых тенденциях развития науки и производства в области светодиодных нанотехнологий. Курс сопровождается лабораторными работами и практическими занятиями.

Применение светодиодных систем в технике, биологии и медицине

Содержание дисциплины посвящено формированию представлений об основных областях применения светодиодов и светодиодных светильников в технике (промышленности, железнодорожном и автомобильном транспорте, коммунальном хозяйстве), биологии (сельском хозяйстве, животноводстве) и медицине. В курсе рассматриваются медико-биологические аспекты, в том числе основные механизмы воздействия электромагнитного излучения на живые клетки и организм человека, применения светодиодов для общего и специального освещения, в частности использование ультрафиолетовых светодиодных систем для очистки и дезинфекции воздуха и воды. По итогам освоения учебного материала студенты будут иметь представление о большинстве областей применения светодиодных систем и иметь навыки расчёта параметров таких систем для решения конкретных задач. На практических занятиях рассматриваются частные вопросы курса для углубления знаний студентов о предмете изучения.
Во время обучения студенты могут самостоятельно выбирать дисциплины для изучения, осваивая таким образом те научные области, которые являются для них наиболее интересными. Программу учебных курсов по выбору составляют следующие предметы:

Рост и физические свойства кристаллов

В рамках курса изучаются теоретические и технологические основы формирования кристаллов различных материалов, в частности полупроводниковых соединений, используемых в светодиодных технологиях. В процессе обучения рассматриваются основные виды кристаллических структур и способы их получения из газообразной и жидкой фазы. Анализируются различные механизмы роста кристаллических структур в зависимости от размерности кристаллов. Рассматриваются кинетические явления, сопровождающие фазовые превращения. Курс сопровождается практическими занятиями.

Технология изготовления эпитаксиальных наноструктур

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с технологиями получения светоизлучающих полупроводниковых наногетероструктур. В курсе рассматриваются физические принципы, лежащие в основе роста эпитаксиальных структур методами молекулярной лучевой эпитаксии (МЛЭ) и газофазной эпитаксии металл-органических соединений (ГФЭМОС). Обсуждаются разновидности метода роста газофазной эпитаксии и способы контроля параметров растущей светоизлучающей гетероструктуры. Особое внимание уделяется вопросу подготовки подложек, на которых осуществляется эпитаксиальный рост слоев светоизлучающей наногетероструктуры. Курс сопровождается лабораторными работами и практическими занятиями.

Квантоворазмерные эффекты и применение их в оптике

В курсе рассматривается физическая природа квантоворазмерных эффектов и использование этих эффектов в оптоэлектронике. Рассматриваются простейшие виды и свойства низкоразмерных объектов: квантовых ям, квантовых проволок, квантовых точек; анализируется энергетический спектр электронов и плотность электронных состояний в низкоразмерных областях; изучается действие магнитного поля на двумерный электронный газ. В курсе приводятся примеры влияния квантоворазмерных эффектов на свойства веществ. Рассматриваются приборы, принцип работы которых основан на квантоворазмерных эффектах. Особое внимание уделяется изучению спинтроники. Курс сопровождается практическими занятиями.

Расчёт и обеспечение тепловых режимов в светодиодной технике

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с формированием у студентов целостной системы теоретических знаний и практических навыков для обеспечения оптимального теплового режима светодиодного изделия. В курсе обсуждаются подходы к решению «тепловых» задач, являющихся чрезвычайно актуальными по причине чувствительности светодиодных источников излучения к воздействию тепла, исследуются пространственные распределения тепловых полей в зависимости от конфигурации источника излучения. В процессе обучения анализируются задачи, связанные с исследованием теплоотдачи. Особое внимание уделяется минимизации теплового сопротивления между различными элементами светодиодных устройств. Курс сопровождается лабораторными работами и практическими занятиями.

Методы и средства измерения теплофизических характеристик материалов светодиодной техники

Курс посвящен накоплению теоретических знаний и выработке практических навыков по использованию в производственной и исследовательской работе методов и средств, предназначенных для анализа теплофизических свойств материалов, применяемых для изготовления различных светодиодных устройств. В ходе овладения данной дисциплиной студенты знакомятся с теоретическими основами теплофизических измерений, изучают основы метрологии, методы и средства теплофизических измерений. Курс сопровождается лабораторными работами и практическими занятиями.

Термоэлектрические системы охлаждения и стабилизации в светодиодных технологиях

В курсе рассматривается физика термоэлектрических явлений, функциональные термоэлектрические материалы и устройства и их применение для светодиодных технических устройств. Содержание дисциплины охватывает задачи расчета основных энергетических параметров термоэлектрических охлаждающих устройств, подбора термоэлектрических охлаждающих модулей при проектировании светоизлучающих систем, определения характеристик и параметров тепловых рабочих режимов светодиодных технических устройств. Курс сопровождается лабораторными работами и практическими занятиями.

Светотехника и фотометрия светодиодных излучателей

Курс нацелен на формирование у студентов целостной системы теоретических знаний и практических навыков по расчету конструкции и фотометрических характеристик различных светодиодных устройств. Курс знакомит студентов с законами теплового излучения, основными видами источников оптического излучения и фотометрическими величинами, которыми характеризуются источники оптического излучения. В курсе рассматривается принцип работы светодиодов на примере вольт-амперных, ватт-вольтовых и ватт-амперных характеристик. В рамках курса студенты ознакомятся с оборудованием, необходимым для реализации фотометрических измерений. Курс сопровождается практическими занятиями.

Колориметрия светодиодного излучения

Курс посвящен цветовым измерениям светодиодных источников излучения. В ходе освоения учебной дисциплины студенты усвоят способы восприятия цвета глазом человека, стандарты Международной комиссии по освещению в области цветовых измерений, узнают о видах и назначении стандартных источников света, об основных характеристиках цвета. Успешное освоение курса позволит студентам ориентироваться в многообразии способов описания цвета — цветовых пространствах и цветовых координатах и самостоятельно измерять такие колориметрические характеристики, как доминантная длина волны, световой поток, координаты цветности, насыщенность цвета, коррелированная цветовая температура, индекс цветопередачи. Курс сопровождается лабораторными работами и практическими занятиями.

Приборы и методы исследования наноматериалов фотоники

Содержание дисциплины охватывает анализ современных методов и приборов для исследования наноструктурированных материалов фотоники: кристаллов, поликристаллов, гетероструктур, стекол, стеклокерамик, полимеров и других. В курсе рассматриваются физические методы изучения атомного, молекулярного и структурно-химического состава вещества и преподаются основы рентгеновских, оптических, спектральных и термических методов исследования наноматериалов фотоники, таких как квантовые точки, молекулярные кластеры, наночастицы, нанокристаллы. Описание общих принципов действия методов сопровождается набором иллюстраций в формате 2D и 3D, которые позволяют представить данные, получаемые на приборах, в наглядной форме, удобной для восприятия многоплановой информации. Курс сопровождается практическими занятиями.

Узнать подробнее об областях применения знаний, полученных на кафедре Светодиодных технологий.

Всем студентам, успешно окончившим обучение на кафедре Светодиодных технологий, гарантируется трудоустройство в компании «Оптоган». Компания «Оптоган» является одной из немногих в мире и единственной в России компанией, обладающей полным циклом производства светодиодов и светодиодной техники, начиная с выращивания полупроводниковых гетероструктур и заканчивая производством интеллектуальных систем освещения.

Подать заявление для поступления на кафедру Светодиодных технологий.