Электроника и наноэлектроника

профиль «Промышленная электроника»

(квалификация – бакалавр, срок обучения – 4 года)

выпускающая кафедра «Промышленная электроника»

Электро́ника – понятие, включающее в себя область знаний, изучающую процессы, происходящие с заряженными частицами в вакууме, газах, жидкостях и твердых телах, а также – электронные приборы и устройства, принцип действия которых основан на взаимодействии заряженных частиц с электромагнитными полями.

Эти устройства находят применение в самых широких областях науки и техники, культуры и быта. Они включают в себя различные элементы систем управления:

- датчики, представляющие собой элементы для преобразования внешние воздействий (звука, изображений, давления, температуры, химического состава среды и др.) в электрические сигналы,

- элементы обработки этих сигналов,

- устройства преобразования параметров электрической энергии.

В общем случае системы в электронике принято разделять на аналоговые и цифровые, но интерес к последним всё больше возрастает. В частности, на цифровой электронике основана практически вся компьютерная техника

Наноэлектроника – область электроники, формирующаяся на основе последних достижений физики твердого тела, квантовой электроники, физической химии и технологии полупроводниковой электроники, фундаментальной задачей которой является создание электронных устройств нанометровой области (1 нм = 10-9 м), разработку физических основ работы таких приборов и технологий их изготовления.

По мере приближения размеров твердотельных структур к нанометровой области (что соответствуют образованиям из единиц и десятков атомов), все больше проявляются квантовые свойства электрона. В его поведении преобладающими становятся волновые закономерности. характерные для квантовых частиц.

Взаимодействие электронных волн в наноразмерных структурах как между собой, так и с неоднородностями в них может сопровождаться интерференцией, аналогичной той, которая наблюдается для световых волн.

Наноэлектроника является ведущей областью применения нанотрубок (протяжённых цилиндрических структур из атомов углерода диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких микрон). Благодаря уникальным физическим свойствам и структурным особенностям углеродные нанотрубки являются идеальными претендентами на роль элементов для электронных схем, в частности нанотранзисторов, новые типы экранов, топливных элементов и энергоустановок на их основе.

Ближайшей перспективой является появление принципиально новых устройств, характеристики которых могут быть на 3 порядка лучше существующих, например, процессора, содержащего около 50 миллионов транзисторов на чипе размером с копеечную монету, солнечной батареи, совмещенной с конструкционными материалами стен и крыш дома, компьютера, наклеенного на стену в виде плаката.

Выпускающей по направлению «Электроника и наноэлектроника» является кафедра электротехники и промышленной электроники. Материально-техническая база кафедры соответствует требованиям образовательного стандарта. Для выполнения лабораторного практикума используются специализированные стенды промышленного изготовления (по электротехнике, элементам электронной техники, электрическим машинам, электроприводу, микропроцессорной технике, устройствам автоматического управления, основам преобразовательной техники). Часть лабораторных исследований осуществляется на физических и математических моделях. Для этой цели используются три компьютерных класса и лаборатория физического моделирования.