Физика конденсированного состояния и наноструктур (ФН4): программа бакалавриата МГТУ им. Н.Э. Баумана

Студенты погружаются в исследование структуры, свойств и поведения различных материалов, включая кристаллические, аморфные и наноструктурированные вещества. Особое внимание уделяется изучению квантовомеханических явлений, электронных, оптических, магнитных и тепловых характеристик конденсированных сред. Программа обеспечивает фундаментальную теоретическую подготовку в сочетании с современными экспериментальными методами исследования, что позволяет выпускникам работать в широком спектре областей, связанных с разработкой, производством и исследованием новых материалов, устройств и технологий.

Основные базовые дисциплины профессионального цикла:

• Экспериментальные методы физики конденсированного состояния (Циклотронный резонанс; Эффект Холла; Туннельный эффект; ИК Фурье-спектроскопия; Метастабильность).
• Физика неупорядоченных систем (Методы описания беспорядка в конденсированных системах; Межатомные корреляции и структурный фактор; Процессы рассеяния и кинетическое уравнение Больцмана; Методы квантовомеханической теории возмущений; Теория локализации Андерсона; Переходы металл-диэлектрик; Следствия квантовой интерференции носителей; Теория протекания).
• Методы диагностики твердых тел и твердотельных структур (Диагностика с помощью рентгеновских лучей; Диагностика с использованием электронных и ионных пучков; Оптические и электрофизические методы диагностики; Методы сканирующей зондовой микроскопии; Сравнение различных методов диагностики).
• Механика сплошных сред (Кинематика сплошной среды; Механические напряжения в сплошной среде; Теория упругости; Теория дефектов; Дислокации; Теория разрушения; Колебания и волны в сплошной среде; Кинетика деформации).

Основные профильные дисциплины профессионального цикла:

• Физика полупроводников (Строение полупроводников; Основные свойства полупроводников; Элементарные представления зонной теории полупроводников; Статистика электронов в полупроводниках; Явления переноса; Теплопроводность и термоэлектрические явления; Гальваномагнитные явления; Контактные явления; Оптические свойства полупроводников; Технические применения полупроводников).
• Физика твердого тела (Кристаллические решетки; Дифракция волн и частиц на решетке; Теория металлов Друде-Зоммерфельда; Межатомные взаимодействия и силы сцепления в твердых телах; Твердотельная плазма; Металлическая связь; Электронные состояния; Колебания решетки и тепловые свойства; Электрон-фононное взаимодействие; Оптические явления в твердых телах; Диэлектрические свойства изоляторов; Наноструктуры).
• Введение в спектроскопию атомов и молекул (Квантовая механика строения многоэлектронных атомов и молекул; Квантовая теория взаимодействия излучения с веществом; Нелинейные процессы; Свойства лазерного излучения, типы лазеров; Современные направления развития спектроскопии атомов, молекул и кластеров).
• Квантовая теория рассеяния (Теория потенциального рассеяния; Аналитические свойства матрицы рассеяния; Резонансное рассеяние и квазистационарные состояния; Многоканальное рассеяние);
• Квантовая химия (Метод Хартри-Фока; Общие положения; Качественные и количественные результаты метода Хартри-Фока-Рутана; Теория функционала плотности; Использование псевдопотенциала; Сеточный метод - метод конечных разностей высокого порядка; Метастабильные примесные центры в кристаллах).
• Дополнительные главы квантовой механики (Квантовые измерения; Стандартные квантовомеханические задачи; Интерференция Ааронова-Бома; Принцип Гюйгенса и волновые  пакеты; Одномерное и двумерное квантование; Квантованная проводимость; Движение электрона в магнитном поле; Задачи квантовой теории рассеяния; Квантовая теория двумерного рассеяния).
• Физика открытых систем (Диссипативные структуры; Физика и геометрия фракталов; Детерминированный хаос).
• НИР.