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 (2018 ősz)

  • A tanév első foglalkozása: szeptember 3., 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 (2018)

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

Időbeosztás (2018)

Jelölések:

Kód Név
H1 Borsi Márton
H2 Györgypál Zsolt
H3 Gyulai László
H4 Horváth Anna
H5 Magyar Zoltán
H6 Sári Péter
H7 Szász-Schagrin Dávid György
H8 Szilágyi Zsombor
H9 Szilvási Réka
H10 Vizkeleti Áron
H11 Frajna Eszter
H12 Márffy Albin Máté
H13 Sinkó Csaba
H14 Tamási-Böttger Rebeka Lilla
H15 Tóth Boglárka
H16 Vargha Noémi

Számítógépes mérésvezérlés órák

03.szept mindenkinek
10.szept mindenkinek

Mérésvezérlési feladatok ("kis mérések")

Szupra1 Szupra2 Szupra3 MCBJ1 MCBJ2 MCBJ3 LockIn1 LockIn2 LockIn3
09.17. H1,H2 (Check-mark.gif) H8,H13 (Check-mark.gif) H7,H14 (Check-mark.gif) H3,H4 (Check-mark.gif) H9,H10 (Check-mark.gif) H15,H16 (Check-mark.gif) H5,H6 (Check-mark.gif 09.30) H11,H12 (Check-mark.gif 09.30)
09.24. H5,H16 (Check-mark.gif) H10,H11 (Check-mark.gif) H1,H14 (Check-mark.gif) H6,H7 (Check-mark.gif) H12,H13 (Check-mark.gif) H2,H3 (Check-mark.gif 09.30) H8,H9 (Check-mark.gif 10.04) H4,H15 (Check-mark.gif 09.30)
10.01. H3,H12 (Check-mark.gif) H9,H15 (Check-mark.gif) H4,H6 (Check-mark.gif) H2,H5 (Check-mark.gif) H8,H11 (Check-mark.gif) H1,H16 (Check-mark.gif 10.07) H7,H14 (Check-mark.gif 10.07) H10,H13 (Check-mark.gif 10.07)

Laboratóriumi mérések

Felületfizika 1 Felületfizika 2 STM MOKE ESR
29.okt H11,H14 H12,H16 H1,H6 H5,H8
05.nov H12,H15 H11,H14 H2,H7 H3,H6
12.nov H13,H16 H12,H15 H3,H8 H4,H7
19.nov H13,H16 H11,H15 H4,H9 H2,H10
26.nov H13,H14 H5,H10 H1,H9


Eredmények (2018)

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.: stm_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 tárgy keretében 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. Kiemelten fontos a kísérleti eredményeket bemutató ábrák szerkesztése is: egy jó ábra hatékonyabban közli az információt, mint bármely szöveg.