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 (2018)

Eredmények (2017)

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.