Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Wprowadzenie do nanotechnologii
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
JMNB-1-504-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mikro- i nanotechnologie w biofizyce
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. Gondek Łukasz (lgondek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zapoznanie się z technikami wytwarzania mikro- i nanostruktur o określonych własnościach elektrycznych i magnetycznych i ich potencjalnych zastosowaniach w mikro- i nano(bio)technologiach.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna podstawowe zagadnienia związane ze strukturą materiałów od skali makro do skali mikroskopowej. MNB1A_W01, MNB1A_W05, MNB1A_W11, MNB1A_W03, MNB1A_W02, MNB1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Student rozumie podstawowe zagadnienia związane z dynamiką sieci krystalicznej, strukturą elektronową i magnetyzmem. MNB1A_W01, MNB1A_W05 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wskazać główne kierunku rozwoju nanotechnologii. MNB1A_U04, MNB1A_U01, MNB1A_U05 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi wskazać procesy technologiczne prowadzące do otrzymania żądanego nanomateriału, mając świadomość ograniczeń i zalet poszczególnych metod. MNB1A_U04, MNB1A_U07, MNB1A_U02, MNB1A_U08, MNB1A_U06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student uczy się współpracować w grupie w celu osiągnięcia zakładanych celów. MNB1A_K04, MNB1A_K02, MNB1A_K01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie ćwiczeń,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
90 30 0 45 0 15 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe zagadnienia związane ze strukturą materiałów od skali makro do skali mikroskopowej. + - - - + - - - - - -
M_W002 Student rozumie podstawowe zagadnienia związane z dynamiką sieci krystalicznej, strukturą elektronową i magnetyzmem. + - - - + - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wskazać główne kierunku rozwoju nanotechnologii. + - + - + - - - - - -
M_U002 Student potrafi wskazać procesy technologiczne prowadzące do otrzymania żądanego nanomateriału, mając świadomość ograniczeń i zalet poszczególnych metod. + - + - + - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student uczy się współpracować w grupie w celu osiągnięcia zakładanych celów. - - + - + - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 185 godz
Punkty ECTS za moduł 7 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 90 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 45 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Wykład obejmuje następujące zagadnienia:

1. Przypomnienie najważniejszych informacji dotyczących struktury materii;
2. Przegląd technik wykorzystywanych do badań strukturalnych nanostruktur i nanocząstek;
3. Dynamika sieci krystalicznej i układów molekularnych;
4. Metody badania i modelowania dynamiki kryształów i molekuł;
5. Struktura elektronowa kryształów i molekuł, efekty rozmiarowe;
6. Metody badań struktury elektronowej;
7. Przewodnictwo elektryczne i magnetyzm;
8. Badania transportu elektrycznego i magnetyzmu w układach krystalicznych i molekularnych;
9. Techniki wytwarzania układów nano- i mikro- metrycznych;
10. Charakterystyka wybranych układów nanoskopowych: nanostruktury węglowe (fullereny, nanorurki węglowe, grafen); nanodruty, nanocząstki, układy cienkowarstwowe, układy polimerów skoordynowanych (MOF, COF);
11. Urządzenia mikroelektromechaniczne (MEMS) i nanoelektromechaniczne (NEMS);
12. Zastosowania wybranych układów w biofizyce.

Ćwiczenia laboratoryjne (45h):

Podczas zajęć laboratoryjnych studenci przygotują własny układ nano- bądź mikro-skopowy, a następnie zbadają jego podstawowe właściwości strukturalne, elektronowe lub magnetyczne.

Konwersatorium (15h):

Podczas konwersatorium studenci przygotowują krótkie informacje, na podstawie aktualnych publikacji w renomowanych czasopismach naukowych, które są następnie dyskutowane na forum grupy, przy moderacji prowadzącego.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Konwersatorium: Studenci wyszukują artykuły bądź wybierają je z listy przygotowanej przez prowadzącego, przedstawiają w formie prezentacji multimedialnej główne tezy wybranej pozycji, nad którymi odbywa się dyskusja.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem otrzymania oceny końcowej jest uzyskanie zaliczenia zarówno z konwersatorium, jak i zajęć laboratoryjnych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Konwersatorium:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Dyskusja moderowana przez prowadzącego na temat najnowszych osiągnięć w zakresie nanotechnologii.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) wyznaczana jest na podstawie oceny z konserwatorium (K) oraz oceny z laboratorium (LA) według wzoru:

OK = 0.3*K+0.7*LA

Do uzyskanie oceny końcowej wymagane jest zaliczenie wszystkich form zajęć.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W razie nieobecności na zajęciach laboratoryjnych student jest zobowiązany do odrobienia zajęć z inną grupą. W szczególnych przypadkach (długotrwałe zwolnienie lekarskie) organizowany będzie dodatkowy termin zajęć. Odrabianie konwersatorium jest możliwe po uzgodnieniu z prowadzącym.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawy elektromagnetyzmu, fizyki kwantowej, chemii ogólnej, podstaw fizyki polimerów oraz teorii transportu.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  • Wstęp do fizyki ciała stałego, C. Kittel, PWN 1999 i kolejne
  • Springer Handbook of Nanotechnology, B. Bhushan (ed), Springer 2017
  • Nanomateriały inżynierskie, K. Kurzydłowski, M. Lewandowska (red.), PWN 2011 i kolejne
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://bpp.agh.edu.pl/autor/gondek-lukasz-05760
http://bpp.agh.edu.pl/autor/michalik-jan-06055

Informacje dodatkowe:

Brak