Fizika laboratórium - Fizikus MSc, kutatófizikus szakirány
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
- Számítógépes mérésvezérlés (SZG)
- További hasznos információk a számítógépes mérésvezérléshez - a Mérési adatgyűjtés és feldolgozás tárgy anyaga. A gyakorló feladatokat az órán be kell mutatni, vagy időtúllépés esetén egy héten belül emailben elküldeni a gyakorlatvezetőnek. Otthoni munkához szükséges a Visual Studio, aminek a Community Edition változata a Microsoft honlapjáról letölthető. A mérésekhez segítséget nyújtó példaprogram letölthető itt .
- Kommunikáció a mérőműszerekkel:
- Adatfájlok az órai munkához:
- Mérésvezérlési feladatok:
- Laboratóriumi mérések:
- Elektronspin rezonancia (ESR)
- Magnetooptika Kerr Effektus (MOKE)
- Pásztázó alagútmikroszkóp összeállítása és vizsgálata (STM)
- Elektrokémiai rétegleválasztás és Felületanalitikai mérések SIMS és XPS módszerrel (FELÜLETFIZIKA)
- Segédanyagok:
- Tűz- és balesetvédelmi információk
- Segédlet a műszerekkel való kommunikáció teszteléséhez
- Műszerleírások: (jelszó a laborvezetőtők kérhető)
SRS 830 lock-in | |
Siglent SDG1025 függvénygenerátor | |
Good Will Instek GDM 8246 digitális multiméter | |
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 | Kolanovszki 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,H2 | H3,H4 | H5,H6 | H7,H8 | H9,H10 | H11,H12 | H13,H14 | H15,H16 | H17,H18 | H19,H20 | H21,H22 | H23,H24 |
09.25. | H13,H17 | H14,H18 | H15,H19 | H16,H20 | H1,H21 | H2,H22 | H3,H23 | H4,H24 | H5,H9 | H6,H10 | H7,H11 | H8,H12 |
10.02. | H9,H21 | H10,H22 | H11,H23 | H12,H24 | H5,H17 | H6,H18 | H7,H19 | H8,H20 | H1,H13 | H2,H14 | H3,H15 | H4,H16 |
Laboratóriumi mérések
NMR | ESR | MOKE | STM | Rétegleválasztás | Felületanalitika | |
---|---|---|---|---|---|---|
09.okt | - | - | - | - | - | - |
16.okt | - | - | - | - | - | - |
30.okt | - | - | - | - | - | - |
06.nov | - | - | - | - | - | - |
13.nov | - | - | - | - | - | - |
20.nov | - | - | - | - | - | - |
27.nov | - | - | - | - | - | - |
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 (). 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.