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 (2016 ősz)
- A tanév első foglalkozása: szeptember 5., 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. Ezután három foglalkozáson keresztül egy-egy konkrét műszer vezérlését sajátítjuk el ('digitális multiméter (DMM), hőmérsékletszabályozó, lock-in erősítő (L-in), digitális oszcilloszkóp (Scope)), majd az adott műszer, és a hozzá önállóan készített vezérlőprogram segítségével egy-egy fizikai jelenséget tanulmányozunk (magashőmérsékleti szupravezető fázisátalakulása, tömegmérés kvarcoszcillátorral, atomi méretű nanovezetékek szakadása). Ezen öt foglalkozást közösen tartjuk a kutatófizikus és a nanotechnológia és anyagtudomány specializáció hallgatóinak az F3213 teremben, hétfőnként 8:30-14:00-ig.
A félév második felében kutatólaboratóriumokban végzünk méréseket. A kutatófizikus hallgatók magmágneses rezonanciát (NMR), elektronspin rezonanciát (ESR), és magnetooptikai Kerr-effektust (MOKE) tanulmányoznak, mindhárom mérés legalább 8 óra időtartamot vesz igénybe. A nanotechnológia és anyagtudomány szakirány hallgatói elektrokémiai rétegleválasztás, felületanalitika, és pásztázó alagútmikroszkópia témákban végeznek egy-egy mérést, illetve negyedik mérésként választanak egyet az NMR, ESR és MOKE mérések közül. Mind a négy mérés legalább 6 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:
- NMR: BME, F épület I. lépcsőház, alagsor - Nagyterű ESR és NRM laboratórium
- STM: BME, F épület I. lépcsőház, alagsor - Nanokontaktusok laboratórium
- MOKE: F épület I. lépcsőház, alagsor - Magnetooptikai spektroszkópia laboratórium
- ESR: L épület földszint (bejárat az F épülettel szemben, a Bertalan Lajos úti kerítés felé haladva)
- Rétegleválasztás és felületanalitika: 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 az Express változata a Microsoft honlapjáról letölthető. Az ábrázoláshoz otthoni munka esetén használható a Measurement Studio próbaváltozata, vagy a ZedGraph. Utóbbi használatához szintén támpontot nyújtanak a Mérési adatgyűjtés és feldolgozás tárgy oldalán található segédanyagok. A mérésekhez segítséget nyújtó példaprogram letölthető itt .
- Adatfájlok az órai munkához:
- Mérésvezérlési feladatok:
- Laboratóriumi mérések:
- Magmágneses rezonancia (NMR)
- Magnetooptika Kerr Effektus (MOKE)
- Elektronspin rezonancia (ESR)
- Pásztázó alagútmikroszkóp összeállítása és vizsgálata (STM)
- Elektrokémiai rétegleválasztás (Rétegleválasztás)
- Felületanalitikai mérések SIMS és XPS módszerrel (Felületanalitika)
- Segédanyagok:
|
SRS 830 lock-in |
|
Agilent 33220A függvénygenerátor |
|
TDS 500 oszcilloszkóp |
|
Keithley 2001 multiméter |
|
LakeShore 331 hőmérsékletszabályozó |
Laborvezetők
- Szg - Magyarkuti András,
- Scope - Sánta Botond,
- L-in - Halbritter András,
- DMM - Kovács Krausz Zoltán,
- NMR - Iván Dávid
- MOKE - Szász Krisztián
- ESR - Nagy Károly
- STM - Sánta Botond,
- Rétegleválasztás - Kiss Gábor
- Felületanalitika - Krafcsik Olga
Időbeosztás
SZERKESZTÉS ALATT.
Jelölések:
| Kód | Név |
|---|---|
| H1 | Békési Anna |
| H2 | Mezei Gréta |
| H3 | Prok Tamás |
| H4 | Bunth Gergely |
| H5 | Csősz Gábor |
| H6 | Gorjanácz Gabriella |
| H7 | Szigeti Bertalan György |
| H8 | Hódsági Kristóf |
| H9 | Kollarics Sándor |
| H10 | Nyári Bendegúz Tamás |
| H11 | Okvátovity Zoltán |
| H12 | Varga Zoltán |
| H13 | Zsolczai Viktor |
| H14 | Janecska Máté István |
Számítógépes mérésvezérlés órák
| 05.szept | mindenkinek |
| 12.szept | mindenkinek |
Mérésvezérlési feladatok ("kis mérések")
| DMM1 | DMM2 | DMM3 | L-in1 | L-in2 | L-in3 | Scope1 | Scope2 | Scope3 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 19.szept | H1 H2 | H3 H4 | - | H5 H6 | H7 H8 | H13 | H9 H10 | H11 H12 | - |
| 03.okt | H5 H7 | H6 H13 | - | H9 H11 | H10 H12 | - | H1 H3 | H2 H4 | H8 |
| 10.okt | H8 H12 | H11 H10 | H9 | H1 H4 | H2 H3 | - | H5 H13 | H6 H7 | - |
Okt. 17-én 10:00-tól közösen átbeszéljük a jegyzőkönyveket a Fizika Tanszék szemináriumi szobájában (FI lph. 1. em 5.)!
Laboratóriumi mérések
| ESR | NMR | MOKE | STM | Rétegleválasztás | Felületanalitika | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 17.okt | - | - | H14 | - | - | - |
| 24.okt | H4 H5 | H6 H8 | H7 H9 | - | - | - |
| 07.nov | H8 H9 | H7 H11 | H5 H12 | H1 | H2 | - |
| 14.nov | H7 H10 | H4 H13 | H8 H11 | - | H3 H1 | H2 |
| 21.nov | H6 H11 | - | H10 H13 | - | - | H3 H1 |
| 28.nov | - | H10 H12 | H1 H2 | - | - | - |
| 05.dec | H12 H13 | H5H9 | H4 H6 | H2 H3 | - | - |
Eredmények (2016)
SZERKESZTÉS ALATT.
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.
