Открыт сбор заявок на конкурс для назначения специальных стипендий для аспирантов НИУ ВШЭ (за исключением АШ по экономике) и именной стипендии Е.Т. Гайдара аспирантам АШ по экономике (2024 год).

Delivered by:: School of Electronic Engineering

Type:: Elective course

When:: 1 year, 1 semester

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Курс рассчитан на магистров и аспирантов НИУ ВШЭ, основанный на знании базовых принципов микро и наноэлектроники, вычислительных методов наноэлектроники и энергетики, физики твёрдого тела и физического материаловедения. Курс также могут слушать в дистанционном формате магистры и аспиранты иных площадок ВШЭ. Курс даёт возможность познакомиться с наиболее современным кругом идей и в области вычислительных методов наноэлектроники и энергетики, предсказания и описания новых материалов, включая метод Монте-Карло, метод функционала электронной плотности, метод функций Грина, математические модели высокотемпературной сверхпроводимости, методы решения уравнений сверхпроводимости Элиашберга, методы описания нормальных (несверхпроводящих) свойств материалов (теорема Мигдала), методы решения нелинейных интегральных уравнений, которые являются основой для разработки, предсказания свойств традиционных и новых материалов современной электроники и квантовых битов в технологиях квантового компьютера будущего. В области обучения целью курса «Вычислительные методы наноэлектроники и комьютерный дизайн новых материалов» является:  подготовить аспиранта и магистра, готового успешно работать в сфере деятельности, связанной с математическим моделированием, обработкой данных, постановкой и решением задач математической физики, исследованиями аналитических свойств интегральных и дифференциальных уравнений и их решений, эффективным применением вычислительной техники, разработкой наукоемкого программного обеспечения и другими областями прикладной математики и информатики, обладающего универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда. Методы контроля работы магистров и аспирантов: Домашние задания, контрольные опросы и контрольные работы, творческие научные работы по курсу.

Цель освоения дисциплины

Целью курса «Вычислительные методы наноэлектроники и комьютерный дизайн новых материалов» является: подготовить аспиранта и магистра, готового успешно работать в сфере деятельности, связанной с математическим моделированием, обработкой данных, постановкой и решением задач математической физики, исследованиями аналитических свойств интегральных и дифференциальных уравнений и их решений, эффективным применением вычислительной техники, разработкой наукоемкого программного обеспечения и другими областями прикладной математики и информатики, обладающего универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда.

Планируемые результаты обучения

готовностью к коммуникации в устной и письменной формах на государственном языке Российской Федерации и иностранном языке для решения задач профессиональной деятельности; готовностью руководить коллективом в сфере своей профессиональной деятельности, толерантно воспринимая социальные, этнические, конфессиональные и культурные различия
готовностью к саморазвитию, самореализации, использованию творческого потенциала; способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, анализировать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать и формировать основные требования информационной безопасности
иметь представление о современном состоянии и проблемах прикладной математики и информатики, истории и методологии их развития
способностью аргументировано и ясно формулировать свои мысли, владеть навыками ведения полемики и дискуссии, выступать перед различными аудиториями с докладами/сообщениями о проблемах, возникающих в процессе профессиональной деятельности, и путях их решения на иностранном и русском языках
способностью использовать и применять углубленные знания в области прикладной математики и информатики; способностью использовать углублённые знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов
Способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу; готовностью действовать в нестандартных ситуациях, нести социальную и этическую ответственность за принятые решения
способностью к преподаванию математических дисциплин и информатики в общеобразовательных организациях, профессиональных организациях и образовательных организациях высшего образования; способностью разрабатывать учебно-методические комплексы для электронного и мобильного обучения
способностью к развитию инновационного потенциала новых научных и научно-технологических разработок по профилю профессиональной деятельности, а также готовность к проведению экспертизы инновационных проектов в сфере своей профессиональной деятельности
способностью к разработке и внедрению прикладного программного обеспечения, способствующего решению передовых задач науки и техники; способностью разрабатывать и применять математические методы, системное и прикладное программное обеспечение для решения задач научной и проектно-технологической деятельности
способностью к чтению и восприятию научно–специализированной литературы на иностранном и русском языке, а также умением анализировать и критически оценивать прочитанное; способностью оформлять свои научные результаты в виде публикаций, тезисов докладов, научных отчетов и презентаций с использованием систем компьютерной верстки и пакетов офисных программ
способностью проводить научные исследования и получать новые научные и прикладные результаты самостоятельно и в составе научного коллектива; способностью разрабатывать и анализировать концептуальные и теоретические модели решаемых научных проблем и задач
способностью разрабатывать и анализировать концептуальные и теоретические модели решаемых задач проектной и производственно-технологической деятельности
способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе, в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение
способностью управлять проектами, планировать научно-исследовательскую деятельность, анализировать риски, управлять командой проекта; способностью организовывать процессы корпоративного обучения на основе технологий и развития корпоративных баз знаний; способностью разрабатывать и оптимизировать бизнес-планы научно-прикладных проектов

Содержание учебной дисциплины

1. Математические методы в физике твердого тела.
2. Метод функций Грина в физике твердого тела.
3. Уравнения Элиашберга для двухзонных и многозонных систем в технике функций Грина.
4. Математические методы описания нормального состояния в кристалле методом функций Грина.
5 Математические модели высокотемпературной сверхпроводимости
6. Влияние давления, облучения, примесей, внешних полей на ВТСП.
7. Теоретические и численные исследования моделей ВТСП.
8. Математические методы актуальных задач в физике твердого тела.
9. Теоретические и численные исследования эффектов прохождения быстрых заряженных частиц в ориентированных кристаллах.
10. Математическое моделирование эффектов в сильном магнитном поле в кристаллах.
11 . Низкоразмерные системы в физике конденсированного состояния и сверхтекучесть.
12 . Фазовые переходы “моттовский изолятор - сверхтекучая жидкость”.
13. Сильноточная и слаботочная сверхпроводящая электроника.
14. Дираковские полуметаллы.

Элементы контроля

Семинары, контрольная работа
Форма текущего контроля – контрольная работа (результаты входят в расчет оценки), большое домашнее задание (результаты входят в расчет оценки). В расчет оценки входят результаты контрольной работы, результаты выполнения большого домашнего задания, а также начисление баллов по позициям: посещаемость, активность, компетентность. В конце первого семестра экзамен. Контрольная работа и большое домашнее задание могут пересдаваться. В случае неудовлетворенности обучаемым текущими результатами, результатами контрольных мероприятий, обучаемый может представить результаты решения дополнительных задач для повышения оценки по курсу; - промежуточная аттестация, контрольные мероприятия: контрольная работа, большое домашнее задание, во втором семестре дополнительно выполнение практического задания по курсу.
Домашнее задание
экзамен

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год I семестр
0.4 * Домашнее задание + 0.6 * Семинары, контрольная работа

Список литературы

Авторы

Мазур Евгений Андреевич

Computational methods in nanoelectronics and computer-aided design of new materials

Программа дисциплины