Materiały elektroniczne

niestacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 8/+ ; C 2/+ ; L 8/+

Analiza matematyczna 1

Fizyka 1 i 2

Podstawy elektromagnetyzmu

elektronika i telekomunikacja / wszystkie specjalności Wydziału Elektroniki

prof. dr hab. Jerzy KAPELEWSKI, dr inż. Bogdan LILA, dr inż. Andrzej DUKATA

Wykład obejmuje przegląd najważniejszych materiałów stosowanych w elektronice. Nacisk położono zrozumienie mechanizmów generujących ich własności, które decydują o różnorodnym potencjale zastosowań elektronicznych.

Wykład / Werbalno-audiowizualna prezentacja treści programowych.

1. Ceramika i tworzywa sztuczne. Struktura i własności fizyczne materiałów ceramicznych. Elementy technologii materiałów ceramicznych. Polimery naturalne i syntetyczne. Termoplasty i duroplasty. Kompozyty. Elementy technologii tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne i kompozyty w elektronice.

2. Metale i półprzewodniki. Własności fizyczne metali. Metaliczne materiały przewodowe, oporowe i stykowe. Stopy lutownicze. Łączenia metali i ceramik. Półprzewodniki samoistne i domieszkowe. Podstawowe parametry materiałów półprzewodnikowych. Elementy technologii półprzewodników

3. Magnetyki i nadprzewodniki. Elementarne momenty magnetyczne. Diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki. Technologie wytwarzania materiałów magnetycznych. Modele fizyczne zjawiska nadprzewodnictwa. Właściwości materiału w stanie nadprzewodzącym. Pole krytyczne, prąd krytyczny, temperatura krytyczna. Podstawowe grupy materiałów nadprzewodzących i ich parametry.

4. Zaawansowane materiały strukturalne. Podłoża kompozytowe anten planarnych. Struktury selektywne BGS. Materiały „radome”. Metamateriały i efekt ujemnej przenikalności magnetycznej i elektrycznej. Struktury typu MEMS. Mikro- i nanostruktury – przy-kłady: nanorurki (tuby) i nanoklastery węglowe. Krople kwantowe.

Ćwiczenia / Aktywna współpraca z prowadzącym ćwiczenia przy opracowywaniu wybranych zagadnień dotyczących oddziaływania pól EM z materiałami stosowanymi w elektronice.

1. Straty energii w materiałach dielektrycznych poddanych działaniu pól szybkozmiennych.

Laboratoria / Praktyczna realizacja badań własności propagacyjnych oraz stałych materiałowych wybranych materiałów prostych i strukturalnych stosowanych w elektronice.

1. Wyznaczanie parametrów transmisyjnych struktur z ujemnym współczynnikiem refrakcji.

2. Wyznaczanie stałej dielektrycznej materiału metodą pomiaru względnego.

3. Badanie wpływu własności materiału podłoża na parametry prowadnic falowych.

4. Pomiar parametrów fali elektromagnetycznej w przestrzeni ograniczonej.

podstawowa:

M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT, 2003.

Z. Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Wyd. Politechn. Warszawskiej, Warszawa 2005.

S. Stryszowski, Materiałoznawstwo elektryczne, Wyd. Politechn. Świętokrzyskiej, 1999.

uzupełniająca:

M. Rusek, Technologia urządzeń elektronicznych. Materiały i elementy elektroniczne, Warszawa , WAT, 1989.

C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, Warszawa , PWN, 1974.

M. Nadim, An Introduction to microelectromechanical systems engineering ,Boston : Artech House, 2000.

M.W. Grabski, J.A. Kozubowski, Inżynieria materiałowa. Geneza, istota, perspektywy, Wyd. Politechn. Warsz., Warszawa 2003.

W1 / Ma wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą algebrę, analizę i statystykę matematyczną niezbędną do opisu i analizy zjawisk fizycznych występujących w komponentach elementów elektronicznych / K_W01

W2 / Ma wiedzę w zakresie fizyki obejmującą: elektryczność, magnetyzm i fizykę ciała stałego oraz podstawy: mechaniki, akustyki i optyki, w zakresie niezbędnym do zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych występujących w komponentach elementów elektronicznych / K_W02

W3 / Ma elementarną wiedzę w zakresie materiałów elektronicznych / K_W05

W4 / Ma elementarną wiedzę w zakresie wytwarzania elementów elektronicznych i układów scalonych / K_W14

W5 / Orientuje się w obecnym stanie oraz trendach rozwojowych elektroniki i telekomunikacji / K_W17

U1 / Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie / K_U01

U2 / Potrafi pracować indywidualnie i w zespole / K_U02

U3 / Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych parametrów (charakterystyk) elementów urządzeń i systemów elektronicznych; potrafi przedstawić otrzymane wyników formie liczbowej i graficznej, potrafi dokonać ich interpretacji wyciągnąć właściwe wnioski / K_U12

U3 / Stosuje zasady ergonomii oraz bezpieczeństwa i higieny pracy / K_U20

K1 / Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera w obszarze elektroniki, urządzeń i systemów radioelektronicznych / K_K02

K2 / Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania / K_K04

Przedmiot jest zaliczany na podstawie testu teoretycznego, przeprowadzanego w formie pisemnej, obejmującego całość programu przedmiotu.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest także uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie kolokwium zaliczającego.

Na ocenę każdego ćwiczenia laboratoryjnego rzutuje ocena wiedzy z zakresu tematu ćwiczenia, ocena efektywności i samodzielności realizacji zadania laboratoryjnego.

Osiągnięcie poszczególnych efektów kształcenia weryfikowane jest następująco:

efekty z kategorii wiedzy weryfikowane są w cząstkowym zakresie poprzez skuteczną realizację ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych, a w zakresie całościowym za pomocą testu teoretycznego oraz kolokwium końcowego z ćwiczeń;

efekty z kategorii umiejętności weryfikowane są poprzez skuteczną realizację technicznych elementów zadań laboratoryjnych;

efekty z kategorii kompetencji społecznych weryfikowane są poprzez pozytywną zespołową realizację ćwiczeń laboratoryjnych.