Комп’ютерні методи в електроніці (122 Комп’терні науки)

Тип: На вибір студента

Кафедра: радіофізики та комп'ютерних технологій

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
332професор Болеста І. М.

Практичні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
316професор Болеста І. М.

Опис навчальної дисципліни

Навчальну дисципліну розроблено таким чином, щоб надати аспірантам необхідні знання, які стосуються розвитку сучасного напрямку електроніки – наноплазмоніки, яка поєднує нанометрові розміри елементів та оптичні частоти їхнього функціонування.

Зокрема, розглядаються різні підходи до  моделювання явищ, які становлять наукову основу наноплазмоніки: поверхневого плазмонного резонансу. Розглядаються питання, повязані з  генерацією наночастинок різної форми та фрактальних кластерів, сформованих ними, вимірювання фрактальної розмірності.

Проводиться співставлення реального та комп’ютерного експериментів та їхнє співвідношення з теоретичними дослідженнями та моделюванням. Аналізуються основні типи комп’ютерних експериментів – метод Монте-Карло та метод молекулярної динаміки.

Метою вивчення курсу є одержання аспірантами знань з новітнього напрямку електроніки – наноплазмоніки, та використання сучасних методів для розрахунку та моделювання процесів, які лежать в основі наноплазмоніки. Вивчення курсу сприятиме формуванню  сучасного наукового світогляду аспірантів.

Після завершення цього курсу студент буде

Знати:

  • Сучасні тенденції розвитку електроніки;
  • Співвідношення між лабораторним та комп’ютерним експериментами та комп’ютерним моделюванням;
  • Основні типи комп’ютерних  експериментів – методи молекулярної динаміки та Монте-Карло;
  • Обчислювальні методи наноплазмоніки – теорія Мі,  метод дискретних диполів, інтегрування рівнянь Максвелла методом скінченних різниць у часовій області;
  • Моделі та алгоритми для створення наночастинок різної форми та фрактальних кластерів;

Вміти:

  •  Розрахувати спектр екстинції наночастинок різної форми та фрактальних кластерів;
  • Визначити фрактальну розмірність згенерованих кластерів;
  • Аналізувати вплив різних факторів на спектр наночастинок та розв’язувати обернені задачі.

Рекомендована література

Основна література:

  1. S. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications. New York: Springer, 2007.
  2. Є. Ф. Венгер, А. В. Гончаренко, Л. М. Дмитрук, Оптика малих частинок і дисперсних середовищ. Київ: Наукова думка, 1999.
  3. В. М. Анищик, В. Е. Борисенко, С. А. Жданок, Н. К. Толочко, В. М. Федосюк, Наноматериалы и нанотехнологи. Минск: Изд. Центр БГУ, 2008.
  4. C. Bohren, D. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles.: Wiley, 1998.
  5. M. A. Garcia, Surface plasmons in biomedicine Recent Developments in Bio-Nanocomposites for Biomedical Applications. New York: Novascience Publishers, 2010.
  6. M. L. Brongersma, P. G. Kik, Surface Plasmon Nanophotonic. Berlin: Springer, 1988.
  7.  В. В. Климов, Наноплазмоника. Москва: Физматлит, 2010.

Допоміжна література:

  1.  Болеста І., Демчук. A., Кушнір О., Колич І. “Обчислювальні методи у плазмоніці. 1. Теорія Мі та квазістатичне наближення,” Електроніка та інформаційні технології, т. 9, с. 3–23, 2018.
  2. Болеста І., Демчук. A., Кушнір О., Колич І. “Обчислювальні методи у плазмоніці. 2. Метод дискретно-дипольної апроксимації,” Електроніка та інформаційні технології, т. 10, с. 3–22, 2018.
  3. Болеста І., Демчук. A., Кушнір О. “Обчислювальні методи у плазмоніці. 3. Метод скінченних різниць у часовій області,” Електроніка та інформаційні технології, т. 11, с. 3–20, 2019.
  4. Bolest I., Demchuk, A. “Parallel FDTD simulation using task parallel library (TPL),” Journal of Applied Computer Science , vol. 24, no. 2, pp. 7-16, 2016.
  5. Mie Andersen, Chiara Panosetti, Karsten Reuter, “A Practical Guide to Surface Kinetic Monte Carlo Simulations,” Frontiers in Chemistry, vol. 7, no. 202, 2019
  6. A. Demchuk, I. Bolesta, O. Kushnir, I. Kolych, “The Computational Studies of Plasmon Interaction,” Nanoscale Research Letters, т. 12, № 273, 2017.

Силабус:

Завантажити силабус