Опис навчальної дисципліни

Курс “Фізика кластерів і наноструктурних матеріалів” відноситься до загальних профілюючих дисциплін і сформувався протягом останніх десяти років. Він охоплює результати фундаментальних і прикладних досліджень наноматеріалів та фізичні основи нанотехнологій. Враховуючи те, що в останні роки нанонауки стали визначальними у розвитку багатьох наук–фізики, хімії, матеріалознавства, біології, то стало необхідним дати студентам –фізикам груновні знання з цієї важливої дисципліни. Необхідність таких знань також мотивується широким розвитком нанотехнологій у різних галузях, включаючи і медицину. Даний курс опирається на знання з курсів загальної фізики, хімії, термодинаміки, матеріалознавства, а також фундаментальних мсатематичних дисциплін.

Для кращого засвоєння теоретичного матеріалу і формування вмінь звстосовувати набуті знання на практиці передбачено лабораторні заняття. Вони закладують основи, які дадуть змогу студентам володіти сучасними методами дослідження наноматеріалів, ї їхнього тестування, а  також технологій отримання таких матеріалів і пристроїв на їх основі.   

Мета: формування у  майбутнього фізика системи знань з будови та фізико-хімічних властивостей різного типу наносистем. Це передбачає виклад закономірностей будови кластерів та наночастинок та їх взаємозв’язку з властивостями, які визначають практичне застосування. цілісної картини фізичних явищ, електричними та магнітними властивостями речовин та електромагнітного поля. Предмет навчальної дисципліни включає основні поняття фізики кластерів та  наносистем, закономірності  поведінки наноречовин з врахуванням розмірного та квантово розмірного ефектів.

Завдання: навчити студентів самостійно досліджувати та аналізувати різного типу кластерні та наноструктурні системи, моделювати процеси їх утворення та поведінку залежно від зміни термодинамічних та кінетичних умов їх існування..

В результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати:

1. основні поняття та закони, які описують поведінку наносистем у різних термодинамічних умовах. 
2. особливості будови кластерів, наночастинок та нанокластерних систем та вплив розмірного фактора на ці особливості..
3. основні механічні, електричні, магнітні та оптичні властивості наноматеріалів
4. методи  дослідження та способи отримання наноматеріалів різного типу
5. квантові явища та фізичні процеси у низько розмірних структурах
6. практичне застосування наночастинок і фізико-хімічні основи нанотехнологій

вміти:

1. застосовувати фундаментальні знання з фізики кластерних і наноструктурних систем для аналізу закономірностей формування структур малих розмірів у нерівноважних умовах. і
2. проводити експериментальні дослідження структури і властивостей наносистем і аналізувати отримані результати.
3. моделювати процеси структуроутворення в наносистемах і застосовувати їх до реальних наноматеріалів
4. вибирати наноматеріали для конкректних практичних потреб і синтезувати з них гетероструктури різного функціонального призначення.

Для вивчення дисципліни необхідні знання з таких вищої математики і загальної фізики, термодинаміки, хімії, статистичної фізики та квантової механіки. 

У програмі використовуються приклади з найновіших досягнень науки і техніки, включаючи нанотехнології. Розгляд структури і властивостей наноматеріалів ілюструється зображеннями, отриманими з допомогою  сучасних атомно- силових та електронних мікроскопів та реальними зразками наноматеріалів, синтезованих найновішими способами. Лекційний курс передбачає використання демонстраційного експерименту, технічних засобів навчання, комп’ютерних проекторів.