Bred Ingång: inriktning Teknisk Fysik Varför Teknisk Fysik? Jobbmöjligheter - arbetsmarknad Terminsplanering - kurser Lars Johansson tel. 700 1677, rum 21F211
Varför Teknisk Fysik? Civilingenjör i teknisk fysik: gedigen teoretisk och experimentell utbildning i teknik, matematik och fysik Generell tvärvetenskaplig problemlösare med god analytisk förmåga Forskningsnära utbildning - förbereder för avancerat forsknings- och utvecklingsarbete i industrin Förbereder även för forskarutbildning (Lic. eller Dr.) i fysik m.m.
Arbetsmarknad Stor flexibilitet - kan arbeta i en mängd olika branscher Typiska jobb karriärvägar: Forskning/utveckling i storföretag eller mindre high-tech-företag Entreprenör egen företagare Forskarutbildning akademisk karriär eller ledande roll i industrin Analytiker systemutvecklare inom olika branscher Jobbmöjligheter: Låg arbetslöshet, förväntad allmän brist på ingenjörer. Mycket svårt att göra prognoser för framtida arbetsmarknad.
Teknisk fysik i Karlstad: Inriktning mot material- och nanovetenskap nyckelområden för teknik- och samhällsutvecklingen Nära koppling till forskningen inom Materialfysik och till tekniska tillämpningar Blandning av teoretiska och experimentella kurser, Teori: kvantmekanik, materiens uppbyggnad, beräknings- och simuleringsmetoder, med mera Experiment: använda avancerade analysinstrument, t.ex. mikroskopi på atomskala, använda nya typer av material, tillverka egna nanostrukturer, nanoteknik, etc. Studiemiljö: stor gemensam lab-miljö inom materialvetenskap-området.
Vad är nanoteknik och nanovetenskap? Strukturer i storlek 1-100 nanometer. Nya egenskaper och funktion på grund av deras litenhet. Möjlighet att kontrollera och manipulera på atomär skala Bottom - up: Nanowires, nanoparticles, etc. Top-down: present microelectronics 65 nm technology: 126 mm 2 153.8 million transistors 1.2 nm gate oxide 35 nm gates
Nanoteknikens betydelse Nanoteknik förväntas ha samma påverkan på samhället som den nuvarande informationsteknologin har. Förväntad ekonomisk betydelse: År 2015 är nanoteknikmarknaden värd 1 biljon USD Inom 10 år är hela halvledarindustrin och halva läkemedelsindustrin baserad på nanoteknik. Forskning: USA: National Nanotechnology Initiative: Funding: 1.4 miljarder USD /år I EU:S 7:e ramprogram spelar nanoteknik en central roll Hela världen: : 7 miljarder Euro per år för nanoforskning www.nano.gov
Exempel: Nanostrukturer studerade med elektronmikroskop (TEM) Krister Svensson Transmissionselektronmikroskop: 200 kev TEM/STEM Kostnad: ca 6 Mkr gold tip Nanotube Sample iron
TEM-bild av kolnanorör med järnpartikel
Magnetic Semiconductor: GaMnAs, Mn-Si(111) och Mn-Ge(111) Joakim Hirvonen-Grytzelius, Hanmin Zhang, Lars Johansson (GaMn)As(001) Mn-cluster on Si(111)7x7 and Mn-Si(111)-( 3x 3)
Exempel: Polymerbaserade solceller Ellen Moons Polymer blend solar cell ITO Al e - Polymer blend morphology Photo n * C 8 H 17 C 8 H 17 S N S N S n O OMe 25x25 mm operating test device on patterned substrate Hole transporting material Electron transporting material
Exempel: Projekt i kursen Svepprobmikroskopi VT 2010: Manipulation av kolnanorör med SPM Veeco Innova SPM (AFM)
Forskare och lärare i Materialfysik 2010 Lars Johansson Ellen Moons Krister Svensson Kjell Magnusson Hanmin Zhang
Terminsöversikt Termin 5 (en valfri kurs): två rekommenderade kurser Termin 6 (valfri): fyra rekommenderade och en obligatorisk kurs Termin 7: Profileringskurser med inriktning mot material- och nanovetenskap blandas med avancerade teoretiska fysikkurser Termin 8: Profileringskurser med inriktning mot material- och nanovetenskap, utveckla förmågan till tillämpat industriellt forsknings- och utvecklingsarbete Termin 9: Valbara fysikkurser och valfria kurser (15 + 15 hp) Termin 10: Examensarbete 30 hp. Alternativt kan examensarbetet utsträckas till 45 hp, varav 15 hp görs i termin 9
Rekommenderade kurser termin 5 Reglerteknik (ELGB03), 7,5 hp Programmeringsteknik (DVGA01), 7,5 hp (en valfri kurs)
Rekommenderade kurser termin 6 Matematisk fysik I (MAGC03), 7,5 hp: Ger viktig fördjupning av matematikkunskaperna Elektromagnetisk fältteori (FYGB03), 7,5 hp. Grundkurs i den elektromagnetiska fältteorin Kvantfysik I (FYGB01), 7,5 hp: Grundkurs i kvantfysik, ger nödvändiga förkunskaper för fysikkurserna i kommande terminer (obligatorisk) Nanovetenskap I (CBGB06), 7,5 hp: Ger en översikt över nanovetenskap och nanoteknik samt dess tillämpningar Numeriska metoder (MAGB15), 7,5 hp: Grundkurs i numerisk lösning av matematiska problem och dess implementering i programspråk, t.ex. MATLAB
Kurser termin 7 Fasta tillståndets fysik: ger den grundläggande fysikaliska teorin för fasta material (obligatorisk) Karakterisering av material: en huvudsakligen laborativ kurs, som introducerar avancerade metoder för material- och ytanalys på nanoskala (obligatorisk) Kvantfysik II: fördjupning och breddning av kunskaperna i kvantfysik (obligatorisk) En valfri kurs, 7,5 hp
Kurser termin 8 Nanovetenskap II: i denna kurs introduceras grundläggande begrepp och teori inom nanovetenskap och lågdimensionell fysik. (obligatorisk) Beräkningsfysik: behandlar modelleringsmetoder på olika längd-och tidsskalor, från atomistiska till continuum-modeller (obligatorisk) Ytfysik: introducerar teori och experimentell metodik inom ytfysikforskning. Funktionella material: här studeras skapande av nya materialegenskaper genom strukturering på nanometerskala Projektledning
Kurser termin 9 Valbara kurser inom fysik/teknisk fysik, 15 hp. Exempel på kurser: Matematisk fysik II, 7,5 hp Fasta tillståndets teori (master/doktorandkurs, 7,5 hp) Svepprobmikroskopi (master/doktorandkurs, 7,5 hp) Valfria kurser, 15 hp Del av terminen kan användas för ett utökat examensarbete (45 hp)
Examensarbeten Kan göras internt, t.ex. kopplat till ett forskningsprojekt Kan även göras vid olika företag, t.ex. BAE Systems, Metso, Stora Enso, med mera. Aktuella exempel: Impulse-radiating antenna (BAE Systems) Surface temperature measurement on a Yankee cylinder (Metso) Solar cells based on organic heterojunctions (KAU) Development of an Image Processing Tool for Fluorescence Microscopy Analysis of Paper Chemistry (Stora Enso)
Earlier Master Thesis: STM and AFM Studies of SWNT Joakim Hirvonen-Grytzelius SWNT deposited from solution on Au(111) films on mica
Master Thesis : Nanocrystals Leif Ericsson, Kjell Magnusson AFM image of ZnO - crystal SEM-bilder av ZnO nano-crystal on Si-substrat