Fizika laboratórium - Fizikus MSc, kutatófizikus szakirány

A Fizipedia wikiből

Fizika laboratórium - Fizikus MSc, nanotechnológia és anyagtudomány szakirány

A kutatófizikus és a nanotechnológia és anyagtudomány specializáció laboratóriumi gyakorlatait közösen szervezzük, így mindkét specializációra vonatkozó információk ezen oldalon találhatók.

Tárgy adatok (2017 ősz)

  • A tanév első foglalkozása: szeptember 4., hétfő 8:30-14:00, F épület III. lépcsőház, II. emelet 13.
  • Tárgykód: BMETE11MF02 (kutatófizikus specializáció), BMETE11MF46 (Nanotechnológia és anyagtudomány specializáció)
  • Tárgyfelelős: Dr. Halbritter András egyetemi tanár
  • Követelmény: 0/0/6/F/6
  • Nyelv: magyar
  • Jelenléti követelmények: A legalább elégséges félévközi jegy megszerzésének szükséges feltétele valamennyi programozási és mérésvezérlési feladat illetve valamennyi laboratóriumi mérés teljesítése. Indokolt hiányzás esetén két pótmérési lehetőséget biztosítunk.
  • Félévközi számonkérések: A mérésvezérlési feladatokról, illetve a laboratóriumi mérésekről készült jegyzőkönyvek készítése, illetve a mérés közbeni munkát dokumentáló mérési napló másolatának leadása.
  • A félév végi osztályzat: a mérésvezérlési feladatokról és a laboratóriumi mérésekről készült jegyzőkönyvek és mérési naplók értékelése alapján, az órai munkát is figyelembe véve.
  • Konzultációk: előzetes egyeztetés alapján

Mérési feladatok

Az első két foglalkozás során a számítógépes mérésvezérlés alapjait gyakoroljuk be. A számítógépes programozás Microsoft Visual Studio C# környezetben történik. Ezen két foglalkozás során röviden átvesszük az alábbiakat:

  • Grafikus felület kezelése, adatok írása a képernyőre, és begépelt adatok beolvasása.
  • Adatok írása/olvasása fájlba/fájlból.
  • Kommunikáció mérőműszerekkel soros, USB és GPIB porton keresztül.
  • Grafikonok készítése
  • National Instruments MyDAQ adatgyűjtő kártya használata, hullámforma kiadása és beolvasása.

A következő három foglalkozás keretében modern fizikai jelenségeket vizsgálunk (magashőmérsékleti szupravezető fázisátalakulása (SZUPRAVEZETÉS), atomerő mikroszkópokban is használt kvarcszenzor vizsgálata (KVARCSZENZOR), atomi méretű nanovezetékek szakadása (ATOMI KONTAKTUS)). A méréseket önállóan készített programokkal végezzük, a foglalkozás fontos részét képezi a saját mérésvezérlő program elkészítése.

Az első öt foglalkozást közösen tartjuk a kutatófizikus és a nanotechnológia és anyagtudomány specializáció hallgatóinak az F3213 teremben, hétfőnként 8:30-14:00-ig. (Elhúzódó mérés esetén is a méréseket legkésőbb 15:00-ig be kell fejezni órarendi ütközés miatt).

A félév második felében kutatólaboratóriumokban végzünk el két komplex mérési feladatot. A kutatófizikus hallgatók elektronspin rezonanciát (ESR), és magnetooptikai Kerr-effektust (MOKE) tanulmányoznak, mindkét mérés legalább 8 óra időtartamot vesz igénybe. A nanotechnológia és anyagtudomány szakirány hallgatói elektrokémiai rétegleválasztás és felületanalitika (FELÜLETFIZIKA), illetve pásztázó alagútmikroszkópia (STM) témákban végeznek egy-egy mérést. A FELÜLETFIZIKA mérés két, egyenként mintegy 4-5 órás részfeladatból épül fel, az első alkalommal készített vékonyréteget a második alkalommal vizsgáljuk modern felületanalitikai módszerekkel. Az STM mérés egy alkalmas, és legalább 8 óra időtartamot vesz igénybe. Kérjük, hogy a laboratóriumi mérések napjára senki ne szervezzen más programot, hiszen a mérés sikeres befejezése néha az előirányzottnál több időt vesz igénybe. A labóratóriumi mérések helyei:

  • ESR: L épület földszint (bejárat az F épülettel szemben, a Bertalan Lajos úti kerítés felé haladva)
  • MOKE: F épület I. lépcsőház, alagsor - Magnetooptikai spektroszkópia laboratórium
  • STM: BME, F épület I. lépcsőház, alagsor - Nanokontaktusok laboratórium
  • FELÜLETFIZIKA: F épület III. lépcsőház magasföldszint 4. (Atomfizika Tsz.), felületfizika laboratórium.

A fennmaradó hetekben nem tartunk foglalkozásokat.

Mérésleírások, és egyéb, mérésekhez kapcsolódó hasznos információk

Lock-in.gif

SRS 830 lock-in

Siglent.jpg

Siglent SDG1025 függvénygenerátor

Goodwill.jpg

Good Will Instek GDM 8246 digitális multiméter

MyDAQ.png

NI MyDAQ adatgyűjtő kártya

Laborvezetők

  • SZG - Magyarkuti András,
  • SZUPRAVEZETÉS - Kovács Krausz Zoltán,
  • KVARCSZENZOR - Halbritter András,
  • ATOMI KONTAKTUSOK - Sánta Botond,
  • ESR - Nagy Károly
  • MOKE - Butykai Ádám
  • STM - Sánta Botond
  • FELÜLETFIZIKA - Kiss Gábor és Dobos Gábor

Időbeosztás (2016)

Jelölések:

Kód Név
H1 Kedves Máté
H2 Balogh László
H3 Pongó Tivadar
H4 Grabarits András
H5 Pristyák Levente
H6 Sági Olivér
H7 Kürtössy Olivér
H8 Straszner András
H9 Szentpéteri Bálint
H10 Sütő Máté
H11 Molnár Dániel
H12 Solymosi Ernő
H13 Török Tímea
H14 Mucza Szilvia
H15 Kolarovszki Zoltán
H16 Kocsis Mátyás
H17 Krisztián Dávid
H18 Vörös Dániel
H19 Ágostházy Orsolya
H20 Varga Zoltán
H21 Csóka József
H22 Szegleti András
H23 Pataki Dávid
H24 Frank György

Számítógépes mérésvezérlés órák

04.szept mindenkinek
11.szept mindenkinek

Mérésvezérlési feladatok ("kis mérések")

Szupra1 Szupra2 Szupra3 Szupra4 MCBJ1 MCBJ2 MCBJ3 MCBJ4 LockIn1 LockIn2 LockIn3 LockIn4
09.18. H1,H2Check-mark.gif(09.24) H3,H4Check-mark.gif(09.24) H5,H6Check-mark.gif(09.24) H7Check-mark.gif(09.24) H9,H10Check-mark.gif(09.24) H11,H12Check-mark.gif(09.24) H13,H14Check-mark.gif(09.24) H15,H16Check-mark.gif(09.24) H17,H18Check-mark.gif(Késés, 10.01) H19,H20Check-mark.gif(09.24) H21,H22Check-mark.gif(09.24) H23,H24Check-mark.gif(09.24)
09.25. H13,H17Check-mark.gif(10.01) H14,H18Check-mark.gif(10.01) H15,H19Check-mark.gif(10.01) H16,H20Check-mark.gif(10.01) H1,H21Check-mark.gif(10.01) H2,H22Check-mark.gif(10.01) H3,H23Check-mark.gif(10.01) H4,H24Check-mark.gif(10.01) H5,H9Check-mark.gif(10.01) H6,H10Check-mark.gif(Késés, 10.08) H7,H11Check-mark.gif(10.01) H12
10.02. H9,H21Check-mark.gif(10.08) H10,H22Check-mark.gif(10.08) H11,H23Check-mark.gif(10.08) H12,H24Check-mark.gif(10.08) H5,H17 Check-mark.gif(10.08) H6,H18Check-mark.gif(10.08) H7,H19Check-mark.gif(10.08) H20Check-mark.gif(Késés, 10.14) H1,H13Check-mark.gif(10.08) H2,H14Check-mark.gif(10.08) H3,H15Check-mark.gif(10.08) H4,H16Check-mark.gif(10.08)

Laboratóriumi mérések

Rétegleválasztás Felületanalitika STM MOKE ESR
09.okt H2,H19Check-mark.gif(10.15) H1,H11 Check-mark.gif(10.15) H3,H10Check-mark.gif(10.15) H22,H23
16.okt H1,H16 H2,H19 H14,H6Check-mark.gif(10.22) H21,H24 H3,H5
30.okt H7,H11 H1,H16 H20Check-mark.gif(Késés, 11.11) H4,H15 H12,H18
06.nov H17,H14 H7,H11 H16,H19Check-mark.gif(Késés, 11.19) H5,H23 H9,H24
13.nov H20 H17,H14 H2,H13Check-mark.gif(11.19) H12,H22 H4,H10
20.nov H13,H6 H20 H7,H17Check-mark.gif(11.26) H9,H18 H15,H21
27.nov H13,H6


Eredmények (2017)

Neptun kód Specializáció Szupravezetés Kvarcszenzor Atomi kontaktus Rétegleválasztás Felületanalitika STM MOKE ESR Átlag Érdemjegy
QGK1ZY NA 95 90 86 95 100 80 91 5
HGLM6S NA 95 70 83 90 100 97 89 5
IWOZY3 KF 85 80 90 95 90 88 5
FWEUFX KF 85 60 60 85 92 76 4
GFRN4S KF 90 85 92 95 90 90 5
A9LNTY NA 90 90 60 90 95 82 85 5
JEG0KZ NA 80 85 72 95 95 86 86 5
XI6EQF KF 95 85 92 95 92 92 5
YQXF2M KF 100 90 92 95 92 94 5
Q2YG6J NA 90 85 84 95 95 80 88 5
Y4OWS6 KF 80 85 84 95 92 87 5
JGRVMJ NA 85 90 96 90 95 97 92 5
A9DHB3 NA 70 70 96 85 85 82 81 4
C6AJUJ KF 60 80 70 85 96 78 4
RDSSRW NA 85 60 70 95 100 97 85 5
GYA80V NA 85 80 92 85 85 86 86 5
HJUMFE KF 70 80 60 90 92 78 4
G9PZ5B NA 60 75 72 90 100 97 82 4
W9FXR3 NA 85 75 90 100 100 100 92 5
A17G8U KF 95 70 86 90 96 87 5
YG4936 KF 100 70 84 90 86 86 5
YQV8NO KF 90 75 90 95 86 87 5
WIFX7Y KF 80 75 60 90 92 79 4

Elvárások a jegyzőkönyvvel kapcsolatban

A mérési jegyzőkönyveket szerkesztett formában, email csatolmányként kell beküldeni a címre, és egyben az adott mérést vezető oktató email címére véglegesre szerkesztett pdf formában. A fájl neve tartalmazza a feladat megnevezését és a készítők vezetéknevét, mindezeket aláhúzás jellel elválasztva, kisbetűkkel és ékezet nélkül írva, pl.: dmm_nemeth_kovacs.pdf . A beadási határidő a mérést követő hétvége, vasárnap este 24 óra. (Technikai nehézség esetén következő nap délelőtt 9 óráig leadható a jegyzőkönyv kinyomtatva az adott mérés vezetőjének. vagy a Fizika Tanszék titkárságán). A jegyzőkönyvek beérkezését a laborbeosztási táblázaton igazoljuk vissza (Check-mark.gif). A félév során egy alkalommal megengedett a jegyzőkönyv maximum egy hét késéssel történő leadása (ebbe bele számít a programozási feladatok késedelmes leadása is). Minden további késedelmes leadás esetén a jegyzőköny pontszámából (maximum 100 pont) egy héten belüli késés esetén 15 pont, több mint egy hetes késés esetén pedig 30 pont levonásra kerül.

Útmutató a jegyzőkönyv elkészítéséhez:

A kondenzált anyagok fizikája modul speciális laboratóriumának kísérletei során egy kutatólaboratóriumban folyó munkához hasonló feladatok, problémák jelennek meg. A kérdésfeltevés mindig jelenségorientált, a feladatok a közelmúlt központi kutatási területeihez kapcsolódnak. Az írott jegyzet sok segítséget nyújt, a kísérletek megvalósításhoz mégis nagyfokú önállóság kell. A rendelkezésre álló eszközpark lehetőséget biztosít a saját, eredeti elképzelések kipróbálására is.

A jegyzőköny szerepe - ezen a szinten - eltér a korábban megszokottaktól: nem egy munkafolyamat dokumentálása, hanem sokkal inkább egy önálló kutatási eredmény bemutatása. Ebben a kurzusban közelíteni lehet az eredmények "tudományos közlemény"-ként való prezentálásához. Egy rövid cikk szokásos szerzete:

  • problémafelvetés, előzmények, célkitűzés
  • rövid előrejelzés az elért eredményekről (hogy érdemes-e tovább olvasni)
  • vizsgált rendszer, kísérleti technika
  • mérési eredmények tárgyszerű bemutatása, a fontos megfigyelések kiemelésével
  • a kísérletek értelmezése, adatok kiértékelése (összehasonlítás irodalmi adatokkal)
  • következtetések

Mellékletben célszerű csatolni az elvégzett munka egyéb dokumentumait, ami egy "tudományos közlemény"-be nem foglalható. Ilyen pl. a mérésvezérlő program saját fejlesztésű része, bonyolultabb kapcsolási rajz, stb.

A számítástechnikai lehetőségek kihasználásával (viszonylag kis ráfordítással) nyomdai színvonalú anyag készíthető. Napjainkban a folyóiratok elektronikus formában kérik a közlemények beküldését, s megfelelő támogatást nyújtanak az általuk előírt formai követelmények teljesítéséhez - ezek használhatók akár a jegyzőkönyv megírásához is. A szoftver-ismeretek alkalmazásnál talán még fontosabb a kísérleti eredményeket bemutató ábrák szerkesztése: egy jó ábra hatékonyabban közli az információt, mint bármely szöveg.