Курсовые и дипломные работы
Курсовые работы, которые можно выполнять на кафедре
Топологические изоляторы — перспективные материалы современной электроники
Руководитель: А. В. Галеева
К топологическим изоляторам относят такие 3D и 2D материалы, на поверхности (краю) которых возникают электронные состояния, описываемые линейным законом дисперсии, нулевой эффективной массой и обладающие спиновой поляризацией. Такие электроны не испытывают обратного рассеяния, что обеспечивает повышенную проводимость кристалла. Возможность управления спиновой подсистемой позволяет рассматривать топологические фазы как перспективные материалы для разработок в области спинтроники.
Циклотронный резонанс в гетероструктурах на основе CdHgTe
Руководитель: А. В. Иконников
Гетероструктуры — объекты, состоящие из слоев близких «по духу» веществ, имеющих при этом различные свойства. Такие объекты, созданные на основе соединения кадмий — ртуть — теллур, являются одним из ярких представителей «новой физики» — топологических изоляторов. Исследования циклотронного резонанса позволяют узнать базовые свойства полупроводниковых структур, что необходимо для изучения тонких эффектов.
Фурье-спектроскопия узкозонных полупроводников и гетероструктур на их основе
Руководитель: А. В. Иконников
Фурье-спектроскопия — это совокупность методов изучения различных оптических свойств материалов в широчайшем диапазоне длин волн (от 300 мкм до 400 нм). Методами фурье-спектроскопии можно измерять спектры пропускания, отражения, фотопроводимости, фотолюминесценции, электролюминесценции и др. совершенно различных материалов. В рамках курсовой работы фокус будет направлен на изучение узкозонных полупроводников, что подразумевает исследования в дальнем ИК-диапазоне длин волн при различных температурах от гелиевых и выше.
Органические полупроводники — основа нового поколения фотодетекторов и элементов памяти
Руководитель: К. А. Дроздов
Резистивное переключение — это явление, при котором образец может обратимо переходить между разными состояниями с существенно различающимся электросопротивлением. Один из возможных механизмов заключается в образовании и разрушении в образце проводящих металлических каналов из ионов электрода. В ряде органических полупроводников проводящие каналы могут достаточно свободно формироваться в виде нанонитей между органическими макромолекулам. Конфигурация системы нитей и изменение конфигурации при различных внешних воздействиях определяет проводимость системы. В зависимости от типа внешнего воздействия возможно создание фотодетекторов (внешняя подсветка), газовых датчиков (состав окружающей газовой среды), термодатчиков (температура), частотных фильтров (модулируемое электрическое поле переменной частоты).
Газовые датчики на основе нанокристаллических полупроводников. Фотостимуляция как альтернатива термическому разогреву
Руководитель: К. А. Дроздов
Принцип работы газовых датчиков резистивного типа заключается в изменении электросопротивления из-за адсорбции на поверхность датчика атомов и молекул из окружающей газовой среды с захватом на адсорбированные частицы носителей заряда из объема датчика. Для контроля состава среду в реальном времени необходимо постоянно десорбировать ранее захваченные частицы. Стимулирование десорбции термическим разогревом сопряжено с проблемами: отвода избыточного тепла, миниатюризации, низкого КПД. Альтернатива — создание композитных датчиков с низкоразмерными включениями и оптическая стимуляция данных композитов.
Резонансы Фано в фотонно-кристаллических слоях полупроводник/диэлектрик
Руководитель: С. Г. Тиходеев
Резонансы Фано, названные так в честь их первооткрывателя, замечательного американского физика-теоретика итальянского происхождения Уго Фано, ученика Энрико Ферми, возникают в фотонных структурах (например, в фотонно-кристаллических слоях) за счет интерференции фотонов, задержавшихся в структуре вследствие многократных отражений, и пролетевших напрямую. Резонансы Фано, например, ответственны за так называемую структурную окраску, альтернативную окраске вследствие молекулярных состояний красителей. С помощью резонансов Фано ученые научились эффективно управлять оптическими свойствами разнообразных фотонных структур. В курсовой работе на эту тему студентам предлагается научиться описывать резонансы Фано в фотонно-кристаллических слоях с помощью метода оптической матрицы рассеяния и Фурье-модального разложения.
Исследование физических причин окрашенности насекомых
Руководитель: С. Г. Тиходеев
Замечательно яркие цвета крыльев бабочек или надкрыльев жуков, как оказывается, обусловлены не молекулярными красителями, а так называемой структурной окраской. Она связана со сложной квазипериодической структуризацией основного материала покрытия насекомых — хитина. В случае, если хитин не структурирован, он выглядит как серый невзрачный пластик. Вследствие структуризации оптические свойства хитина кардинально меняются, возникают оптические резонансы Фано (см. предыдущую тему для курсовой работы). В данной курсовой работе студентам предлагается теоретически исследовать механизм структурной окраски насекомых, и для этого овладеть разработанными в нашей лаборатории методами расчета оптических свойств фотонных кристаллов и метаматериалов.
Магнитные наночастицы для создания нейроинтерфейсов
Руководитель: А. М. Тишин
Разработка нового поколения нейроинтерфейсов на основе магнитных и многофункциональных наночастиц, обладающих одновременно, например, большой магнитострикцией и пьезоэлектрическим эффектом, является крайне актуальной научной и медицинской задачей. Предполагается, что подобные интерфейсы смогут быть своего рода посредниками в двухсторонней передаче информации. В рамках курсовой работы фокус будет направлен на оптимизацию магнитных, упругих и тепловых свойств полимерных композитов на основе магнитных наночастиц.
Перспективные магнитные наночастицы для магнитной гипертермии
Руководитель: А. М. Тишин
Магнитная гипертермия является новым методом лечения рака. Метод позволяет излечивать труднодоступные опухоли за счёт их нагрева теплом, выделяемым при воздействии на магнитные наночастицы переменного электромагнитного поля. Работа будет направлена на поиск оптимального сочетания параметров внешнего электромагнитного поля и свойств наночастиц для наибольшего тепловыделения в составе стабильных растворов.
Локальная доставка лекарственных препаратов в магнитных микрокапсулах
Руководитель: А. М. Тишин
Магнитные микрокапсулы могут содержать в своей оболочки до 1000 наночастиц и служить своего рода микроконтейнерами для переноса различных препаратов. Данные микрокапсулы являются сильным магнитным объектом, которым возможно управлять внутри организма с помощью внешнего магнитного поля. Т. е. осуществлять доставку и удержание с помощью внешнего магнитного поля в необходимом месте в организме человека, а также последующий сброс лекарственных препаратов при разрушения оболочки капсулы. В процессе курсовой работы предполагается синтез капсул с фазовым переходом в оболочке при температурах незначительных превышающих температуру человеческого тела.
Методы измерений намагниченности и магнитострикции в сильных импульсных магнитных полях и низких температурах
Руководитель: В. В. Снегирев
Самые сильные неразрушающие магнитные поля до 100 Тл удается получить только в импульсном режиме в течении очень короткого промежутка времени. При этом длительность импульса магнитного поля может быть в зависимости от максимального поля от долей микросекунд до десятых долей секунды. Для того, чтобы проводить измерения намагниченности и магнитострикции (изменение размера магнитного материала под действием магнитного поля) необходимо существенно адаптировать методики измерений в стационарном поле.
Магнитные свойства кластеров переходных элементов
Руководитель: С. Д. Антипов
В работе будут рассмотрены следующие вопросы: что такое кластеры, чем отличаются кластеры от молекул, способы синтезирования свободных и связанных металлических кластеров, зависимость магнитных свойств кластеров переходных элементов от числа атомов в кластере, модели желе и сверхатомов в электронных оболочках кластеров, магические числа, роль лигандов в формировании устойчивых кластеров, металличность и неметалличность кластеров из атомов металлов.