Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Задачи и упражнения к разделу№3




Задание № 3.1. При моделировании технологических процессов методами клеточных автоматов можно использовать, в первом приближении, детерминированный подход. Однако, с помощью этого подхода невозможно в полной мере обеспечить фактор адекватности по ряду важных физических аспектов, свойственных технологической практике создания микро- и наноструктур.

В свете затронутой выше постановки вопроса объяснить: в чем состоит общность и принципиальное отличие между детерминированными и вероятностными клеточными автоматами (применительно к задачам моделирования технологических процессов создания наноструктур.).

Задание № 3.2. Объекты технологии – технические устройства, имеют разнообразное функциональное назначение, структурное построение и материальный состав. Такое разнообразие характеристик изделий существенно затрудняет унификацию методов моделирования технологических процессов их создания. В определенной мере эта трудность может быть обойдена путем использования методологии моделирования методом ВКА.

В этой связи возникает закономерный вопрос: особенности какого характера у изделий являются определяющими при выборе оптимальной топологии ячеек полигона моделирования методом ВКА технологических процессов создания наноструктур.

Задание № 3.3. Какова роль процедуры идеализации элементарных ФХП при построении и опримизации алгоритмов машинного моделирования технологических процессов.

Задание № 3.4. Сам термин - «ВКА», свидетельствует наличии в этом методе моделирования процессов эволюции систем во времени характерных вероятностных аспектов. Эти вероятностные аспекты находят свое отражение в вопросах установления:

· приоритета реализации того или иного типа конкретного типа элементарного ФХП (первый уровень реализации);

· вероятности протекания конкретного типа элементарного ФХП, если предварительно вопрос приоритетности решен в его пользу (второй уровень реализации).

Показать, какие физические принципы и представления используются в методе ВКА для определения вероятностей протекания элементарных актов ФХП, составляющих основу технологических процессов?

Задание № 3.5. Каждый единичный акт колебательного движения атома (молекулы) в конденсированных средах можно рассматривать как попытку преодоления потенциального барьера, стоящего на пути реализации элементарного ФХП. В этой связи, представляется естественным (и удобным при разработке алгоритма моделирования процесса эволюции системы) принять в качестве шага временной дискретизации ВКА половину периода колебательного движения атома. Однако, этот способ выбора шага временной дискретизации сопряжен с весьма значительным объемом необходимых вычислительных операций и поэтому практически неприемлем.

Показать, каким образом (на основании каких принципов и какой ценой) шаг временной дискретизации при моделировании методом ВКА может быть существенно увеличен по сравнению с периодом колебательного движения атома.

Задание № 3.6. Практически все технологические процессы включают в своем составе достаточно широкий круг элементарных ФХП, с различными физическими механизмами протекания. В реальных технологических процессах вопрос об очередности протекания этих элементарных ФХП не возникает в принципе, поскольку эти процессы протекают одновременно (и «естественным» образом). Однако, этот вопрос с неизбежностью возникает при проведении моделирования технологических процессов методом ВКА.

Показать, на основании каких формальных и физических принципов в методе ВКА может быть решен вопрос приоритетности при выборе последовательности протекания различных элементарных ФХП, используемых при проведении моделирования технологических процессов.

Задание № 3.7. На рис. 3.9 – 3.11 представлены примеры типовых схем алгоритмов для трех модулей ВКА, с помощью которых производится компьютерное моделирование определенных элементарных ФХП. Указанные модули могут быть использованы как в автономном режиме, так и в вычислительных комплексах более сложного состава.

В последнем случае желательно, чтобы в типовых схемах алгоритмов реализации различных модулей ВКА просматривались общие моменты, упрощающие в дальнейшем их взаимодействие и снижающие совокупный объем вычислительных комплексов.

Исходя из такого практического аспекта постановки вопроса, определить, в чем состоит общность типовых схем алгоритмов ВКА, представленных на рис. 3.9 – 3.11.

Задание № 3.8. Представить развернутое объяснение принципов реализации и специфику алгоритмов модулей ВКА (см. рис. 3.9 – 3.11.) для ряда элементарных ФХП.

Вариант № Наименование модуля ВКА № рисунка
  «Модуль химических процессов» 3.9
  «Модуль объемной диффузии» 3.10
  «Модуль поверхностной диффузии» 3.11

Задание № 3.9. В реальных технологических процессах, используемых при создании наноструктур и изделий на их основе, находит свое отражение широкий круг элементарных ФХП (помимо тех, которые в качестве примера рассмотрены в разделе 3).

Разработать типовую схему алгоритма ВКА, реализующего заданный тип элементарного ФХП.

При разработке алгоритмов модулей придерживаться общих принципов методологии, представленной на рис. 3.9 – 3.11. Обратить особое внимание на обеспечение фактора унификации индивидуальных модулей.

Вариант № Наименование модуля ВКА Примечания
  Модуль адсорбционных процессов Однокомпонентный случай
  Двухкомпонентный случай
  Модуль десорбционных процессов Термическая активация процесса десорбции
  Модуль радиационной десорбции Фото-активация центров десорбции
  Модуль процессов дефектообразования Точечные дефекты
  Линейные дефекты
  Модуль активации состояния микрочастиц Термическая активация
  Фото-активация
  Модуль образования поверхностного кластера На инородных атомах
  На структурных дефектах
  Модуль образования объемного кластера На примесных атомах
  На структурных дефектах
  Модуль полевого фактора (Внешних условий протекания элементарных ФХП) Электрический (статика)
  Магнитный (статика)
  Электромагнитный
  Акустический
  Модуль полевого воздействия (на микрочастицу) Электрический (статика)
  Электромагнитный
  Акустический
  Модуль температурных полей В том числе в градиентном отображении
  Модуль взаимодействия микрочастиц (атом, молекула) Энергетический фактор взаимодействия микрочастиц
  Модуль поверхностной диффузии атомов (Принять за основу материалы раздела №3) Совершенная поверхность
  Точечные дефекты
  Выход дислокации на поверхность
  Наличие инородной примеси
  Модуль объемной диффузии атомов (Принять за основу материалы раздела №3) Совершенный кристалл
  Точечные дефекты
  Дислокации первого порядка
  Дефекты второго порядка
  Модуль химических процессов (Принять за основу материалы раздела №3) Одностадийные
  Многостадийные
  Каталитические
  Ингибированные
  Модуль электро-химических процессов Диффузионный слой
  Электродные потенциалы
  Микроскопическое поле
  Модуль фото-химических процессов Одностадийные
  Многостадийные
   
  Модуль атомной сборки Силовые параметры процесса взаимодействия атомных структур с кантилевером
  Модуль атомной самосборки Обеспечение анизотропного характера взаимодействия микрочастиц

Примечание: Задания могут быть использованы при проведении НИРС, курсовых и дипломных работ.

Задание № 3.10. Разработать идеализированную модель конкретного технологического процесса, используемого при создании микро- и наноразмерных структур.

При выполнении задания допустимы различные уровни детализации, отличающиеся по масштабу охвата принимаемых во внимание физико-химических аспектов. Однако, одним из главных требований, предъявляемых к заданию, является обеспечение возможности дальнейшего эффективного использования в технологической практике предлагаемой идеализированной модели для моделирования методом ВКА сложных технологических процессов, включающих в своем составе широкий спектр элементарных ФХП.

Вариант № Наименование технологического процесса Минимальный набор модулей (по заданию № 3.8)
  Подготовка подложки (очистка поверхности) 1; 2; 3; 4; 7; 20; 21.
  Вакуум-термическое напыление тонкопленочных металлических покрытий. 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20.
  Получение диэлектрических покрытий методом окисления поверхности (подложки). 4; 7; 13 (15); 20; 31.
  Плазменное напыление тонкопленочных металлических покрытий. 3; 5; 7; 10; 13 (15); 17 (18); 20; 22.
  Плазменное травление металлических материалов и покрытий. 4; 5; 8; 13 (15); 17 (18); 23; 25.
  Плазмо-химичесое травление диэлектрических материалов и покрытий. 2; 3; 4; 7; 13 (15); 20; 21; 26: 31.
  Фотолитография топологии микроструктур 19; 21; 31; 39.
  Электронно-лучевая литография топологии микро- и наноструктур. 3; 4; 5; 7; 21; 31.
  Плазменно-лучевая литография топологии микро- и наноструктур. 3; 4; 5; 7; 13 (15); 17 (18); 20; 21.
  Лазерная литография топологии микроструктур. 3; 4; 5; 7; 21; 26; 27; 28; 31.
  Атомная сборка наноструктур. (на базе атомно-силовых принципов манипулирования атомами) 3; 4; 5; 7; 21; 22; 23; 31; 41.
  Атомная самосборка наноструктур (на базе синергетических и атомно-силовых принципов по пункту № 11) 3; 4; 5; 7; 21; 22; 23; 31; 41; 42.
  Придумать собственный (на базе оригинальных принципов) вариант нанотехнологии. Требования: а) патентная чистота; б) практическая эффективность.

Примечание: Задания целесообразно использовать в рамках проведения НИРС на старших курсах и дипломного проектирования.

 


Список использованной литературы

Введение

1. Жоаким К., Плевер Л. Нанонауки. Невидимая революция. Пер. с англ. под ред. Смирнова В.А. - М.: Изд. «КоЛибри». 2009. - 286 с.

2. Taniguchi N. On the basic concept of nanotechnology. // Proc. Int. Conf. Prog. Eng. Part 11. Tokyo: Jap. Soc. Pres. Eng.,1974.

3. Фейнман Р. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики. // Российский химический журн.2002. Т.46. №5. С. 4-6.

4. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэнде М. Фейнмановские лекции по физике: Вып. 8,9: Квантовая механика. Пер. с английского под ред. Смородинского Я.А. - М.: Изд. «ЛКИ». 2008, - 528 с.

5. http://www.nanoindustry.su. (Материалы, отражающие развитие нанотехнологий).

6. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: Изд. «Физматлит». 2005. - 416 с.

7. Пул Ч., Оунс Ф. Нанотехнологии. Пер. с английского под редак. Чернова И.П. - М.: Техносфера. 2005. - 336 с.

8. Нанотехнологии в электронике. Под редакцией Ю.А. Чаплыгина. - М.: Техносфера. 2005. - 446 с.

9. Саноян А.Г. Энтропийные модели и критерии оценки качества обработки материалов в микро- и нанотехнологиях. // М.- ФХОМ – 2006.-№ 6. – С. 69 – 74.

10. Борисенко В.Е., Воробьева А.И., Уткина Е.А. Наноэлектроника. М.: Изд. «Бином». Лаборатория знаний. 2009. 223 с.

11. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. Пер. с английского под ред. Чизмаджиева Ю.А. М.: Изд «Мир». 2002. - 464с.

12. Эйринг Г., Лин С. Г., Лин С. М. Основы химической кинетики. Пер. с английского под ред. Бродского А.М. - М.: Изд. «Мир». 1983. - 528 с.

13. Степанов Н. Ф. Квантовая механика и квантовая химия (Теоретические основы химии). - М.: Мир, 2001. - 519 с.

14. Ванаг В. К. Исследование пространственно распределенных динамических систем методами вероятностного клеточного автомата. // Успехи физических наук. 1999. Т. 169. №5. С. 481 – 503.

15. Лен Ж. М. Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы. Пер. с английского под ред. Ларионова П.А. - Новосибирск: Изд. «Наука». Сибирское отделение РАН, 1998. - 333 с.

16. Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. Пер. с английского под ред. Климантовича Ю.Л.. - М.: Изд. «Мир». 1985. - 424 с.

17. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. Пер. с английского под ред. Чизмаджиева Ю.А. - М.: Изд. «Мир». 1973. – 436 с.

По разделу №1

1. Большой энциклопедический политехнический словарь. – М.: Изд. «Наука», 1987. – 679 с.

2. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. Пер. с английского под ред. Чизмаджиева Ю.А. - М.: Мир, 2002. - 464с.

3. Новиков Ф.А. Дискретная математика. - СПб. Питер.2001.304 с.

4. Левич В.Г. Курс теоретической физики. - М.: Изд. «Физматгиз». 1999. - 695 с.

5. Блюменфельд Л. А. Информация, термодинамика и конструкция биологических систем. // Соровский образовательный журнал. №7. 1996 г.

6. Инге-Вечтомов С.В. Генетика с основами селекции. - М.: Изд. «Высшая школа». 1989. - 327 с.

7. Саноян А.Г. Энтропийные модели и критерии оценки качества обработки материалов в микро- и нанотехнологиях. // М.- ФХОМ – 2006.-№ 6. – С. 69 – 74.

8. Саноян А.Г. Энтропийные модели конструкторско-технологической деятельности.// Мировое сообщество: проблемы и пути решения. Уфа. – 1999. Вып. № 4-5.– С.107-116.

9. Стратанович Р.Л. Теория информации. - М.: Изд. «Сов. Радио». 1975. - 424 с.

10. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. – СПб.: Изд. «Лань».2001. – 272 с.

11. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Пер. с английского под ред. Арамановича И.Г.- М.: Изд. «Наука». 1973. – 832 с.

12. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2004. - 424 с.

13. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэнде М. Фейнмановские лекции по физике: Вып. 7: Физика сплошных сред. Пер. с англ. под редакцией Смородинского Я.А. М., Изд. ЛКИ. 2008, 386 с

14. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы математической физики. – М.: Главная редакция физико-математической литературы. Изд. «Наука». 1973 - 352 с.

15. Саноян А.Г. Физико-технические основы наноинженерии.- Самара. Изд. «Самарского государств. аэрокосмического универ-та».2011.- 374 с.

16. Вентцель Е.С. Теория вероятностей – М.: Изд. Центр.«Академия». 2005. – 576 с.

17. Блейкмор Д. Физика твердого тела. - Пер. с англ. под редакцией Андриянова Д.Г. и Фистуля В.И. М.: Изд. «Мир».1988. 608 с.

18. Ягодовский В.Д. Статистическая термодинамика в физической химии – М.: Изд. «Бином Лаборатория знаний». 2009. – 495 с.

19. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэнде М. Фейнмановские лекции по физике: Вып. 8,9: Квантовая механика. Пер. с англ. под редакцией Смородинского Я.А. - М., Изд. «ЛКИ». 2008, - 528 с.

20. Тихонов А.Н., Васильева А.Б., Свешников А.Г. Курс высшей математики и математической физики. Дифференциальные уравнения. – М.: Изд. «Физматгиз».2005. - 468 с.

21. Эммануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. - М.: Изд. «Высшая школа». 1998. - 372 с.

22. Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. Основы химической кинетики. – Пер. с англ. под редакцией Бродского А.М. М.: Изд. «Мир». 1999. – 528 с.

По разделу №2

1. Товбин Ю.К. Метод молекулярной динамики в физической химии. -М.: Изд. «Наука». 1996. - 334 с.

2. Хохлов А.Р., Рабинович А.Л., Иванов В.А. Методы компьютерного моделирования для исследования полимеров и биополимеров. - М.: Изд. «Физматгиз». 2009.- 696 с.

3. Попов А.М. Вычислительные нанотехнологии: учебное пособие. - M.: Издательский отдел факультета ВМиК МГУ им. М.В.Ломоносова; «МАКС Пресс» 2009. – 280 с.

4. Ванаг В.К. Исследование пространственно распределенных динамических систем методами вероятностного клеточного автомата // Успехи физических наук. Обзоры актуальных проблем.: журнал. — 1999. — Т. 169. — № 5. — С. 481-505.

5. Агафонов А.Н., Волков А.В., Коныгин С.Б., Саноян А.Г., Разработка физических принципов и алгоритмов компьютерного моделирования базовых процессов формирования микроструктур методами вероятностного клеточного автомата // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 1(14) – 2007. - С. 99–107.

6. Бандман О. Л. Параллельная реализация асинхронных клеточно-автоматных алгоритмов //Вестник Томского государственного университета. Приложение № 18. - август 2006. - С. 76-81.

7. Лебедев А. В. Вероятностные методы классификации клеточных автоматов. //Фундаментальная и прикладная математика. 2002. - Т. 8, № 2. С. 621–626.

8. Задорожный В. Н. Общая статистическая структура простейших клеточных автоматов. //Омский научный вестник. 2005. - № 2(31). - С.152–157.

9. Кобозев Н.И. Исследование в области термодинамики процессов информации и мышления. – М.: Изд. Московского университета.1971. – 191 с.

10. Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика. - Пер. с англ. под редакцией Д. Н. Зубарева. т. 1. М.: Изд. «Физматгиз». 1978. – 326 с.

11. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2004. - 424 с.

12. Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. Основы химической кинетики. Пер. с английского под редакцией Бродского А.М. – М.: Изд. «Мир». 1999. – 528 с.

13. Меламедов И.М. Физические основы надежности. Введение в физику отказов. – Л.: Изд. «Энергия». Ленинградское отделение. 1970. - 152с.

14. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая теория прочности твердых тел. - М.: Изд. «Наука».1974. – 387 с.

15. Саноян А.Г. Физико-технические основы наноинженерии. – Самара.: Изд. Самарского государственного аэрокосмического университета. 2011. – 374 с.

16. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. Пер. с англ. под редакцией Чизмаджиева Ю.А. - М.: Мир, 2002. - 464с.

17. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. - Пер. с англ. Предисловие Ю.Г. Рудного. М.: Изд. «Мир». 1987. – 224 с.

18. Займан Дж. Модели беспорядка. - Пер. с англ. под редакцией Бонч-Бруевича В.Л.: Изд. «Наука». 1982. – 592 с.

19. Стратанович Р.Л. Теория информации. – М.: «Сов. радио». 1975. – 424 с.

20. Саноян А.Г. Энтропийные модели и критерии оценки качества обработки материалов в микро- и нанотехнологиях. // М.- ФХОМ – 2006.-№ 6. – С. 69 – 74.

21. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. - М.: Изд. «Наука». 1986. – 579 с.

22. Блюменфельд Л. А. Проблемы биологической физики.. - М.: Изд. «Наука».1977. – 336 с.

23. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств.- Л.: Изд. «Энергия», 1968. - 248 с.

24. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. – СПб.: Изд. «Лань», 2001. - 272 с.

25. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела. Пер. с англ. под редакцией Васильева К.Н. М.: Изд. «Мир». 1995. – 321 с.

26. Метод молекулярной динамики в физической химии. - М.: Изд. «Наука». 1996. – 334 с.

По разделу №3

1. Ванаг В.К. Исследование пространственно распределенных динамических систем методами вероятностного клеточного автомата // Успехи физических наук. Обзоры актуальных проблем.: журнал. — 1999. — Т. 169. — № 5. — С. 481-505.

2. Варфоломеева В.В., Коныгин С.Б., Курбатова С.В., Саноян А.Г. Компьютерное моделирование кинетики гетерогенных процессов в химических системах методом вероятностного клеточного автомата. // Тез. докл. международн. симпозиума: «Компьютерное обеспечение химических исследований» - М.: 2001. – с. 83 – 84.

3. Барановский В.И. Квантовая механика и квантовая химия. Изд. Центр.«Академия». 2008. – 383 с.

4. Грибов Л.А., Муштакова Л.П. М.: Изд. «Гардарики». 1999. – 392 с.

5. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. – СПб.: Изд. «Лань», 2001. - 272 с.

6. Коныгин С.Б. Виброакустические параметры гидродинамического активатора для обработки жидких сред. Дисс. на соискан. уч. степ. канд. техн. наук. – Самара: Сам ГТУ. 2006. – 150 с.

7. Вентцель Е.С. Теория вероятностей – М.: Изд. Центр.«Академия». 2005. – 576 с.

8. Саноян А.Г. Физико-технические основы наноинженерии. – Самара.: Изд. Самарского государственного аэрокосмического университета. 2011. – 374 с.

9. Коныгин С.Б., Агафонов А.Н. Компьютерное моделирование динамических систем методом вероятностного клеточного автомата. // Тез. докл. междунар. науч. конф.: «XXVII Гагаринские чтения» - М.: 2002. Т. 5. – с. 87 – 88.

10. Коныгин С.Б. Исследование адсорбционно-десорбционных процессов вероятностного клеточного автомата. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. Серия: Актуальные проблемы радиоэлектроники. – Самара, 2002. – Вып. 7.- с. 58 – 64.

Приложения

1. Эммануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. - М.: Изд. «Высшая школа». 1998. - 372 с.

2. Левич В.Г. Курс теоретической физики. - М.: Изд. «Физматгиз». 1999. - 695 с.

3. Ягодовский В.Д. Статистическая термодинамика в физической химии – М.: Изд. «Бином Лаборатория знаний». 2009. – 495 с.

4. Физические величины. Справочник. М.: Изд. «Энергоатомиздат,». 1991. – 1232 с.

5. Краткий справочник физико-химических величин. М.: Изд. «Химия». 1992. - 161 с.

6. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. Конструирование и расчет вакуумных систем. М.: Изд. «Энергия». 1979. – 504 с.

7. Грошковский Я. Техника высокого вакуума. Пер. с польского под редакцией. Булата В.Л. и Булата Э.Л. М.: Изд. «Мир». 1975. – 623 с.

8. Абдуллаев Г.Б., Джафаров Т.Д. Атомная диффузия в полупроводниковых структурах. М.: Изд. «Атомиздат». 1980. – 280 с.

9. Барри Т., Дейвис Р., Дженкинс Дж., Гиббонс Р. Прикладная химическая термодинамика: Модели и расчеты. Пер. с английского под редакцией Димитрова П.С. М.: Изд. «Мир».1988. - 282 с.

10. Кухлинг Х. Справочник по физике. Пер. с немецкого под редакцией Лейкина Е.М. М.: Изд. «Мир». 1982. - 520 с.

11. Саноян А.Г. Физико-технические основы наноинженерии. – Самара.: Изд. Самарского государственного аэрокосмического университета. 2011. – 374 с.

12. Базаров И.П. Термодинамика: учебник. –3 изд. перераб. и доп. М.: «Высшая школа». 2003. - 352 с.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных