Грань науки 2022. ГРАНЬ НАУКИ 2022. Издательский центр сфера Всероссийская научнопрактическая конференция грань науки 2022
 Скачать 4.38 Mb.
|
|
Список литературы 1. Импульсные источники питания, теория и простые схемы [Электронный ресурс]: https://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/impul- snye-istocniki-pitania-teoria-i-prostye-shemy.html 2. Импульсный источник питания [Электронный ресурс]: https://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 73 УДК 54.061 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЕФЕКТА ТИПА «СРОСТОК» В НАНОТРУБКАХ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ Воронина В.А. Студентка 1-го курса магистратуры Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ Кузнецов Д. И. к. т. н., доцент кафедры КиТПЭС Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ Аннотация: Данная работа рассматривает задача о идентификации дефекта типа «сросток» в нанотрубках методом дифракции электронов. Предложен метод селекции нанотрубок с заданными параметрами, основанный на осцилляциях рефлексов, позволяющий выбрать из продуктов синтеза нанотрубки с требуемой шириной запрещенной зоны. Ключевые слова:нанотрубки, дефекты углеродных нанотрубок, дефект типа «сросток», внутренний радиус нанотрубки, дифракционных профилей базальных рефлексов в нанотрубках. На сегодняшний день уже действительно создаются электронные приборы и наноустройства на основе УНТ. Они выступают компонентами вакуумных приборов в качестве источников электронов, применяются как основа в конструкциях архитектуры памяти нанокомпьютеров, используются в качестве полевых транзисторов и при разработке автокатодов для дисплеев на основе пленок с УНТ, люминесцентных ламп и других электровакуумных приборов или при изготовлении наноэлементов памяти. При этом очень важно учитывать дефектность нанотрубок при допирования ее металлом, и ее собственные дефекты конструкции. Одним из самых распространенных видов дефекта в нанотрубках является «сросток». [2] Его мы можем наблюдать, когда на длине нанотрубки число слоѐв неодинаково (Рис.1) Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 74 Рис. 1. Дефекты типа "сросток" в структуре нанотрубки. Коаксиальные цилиндрические сростки с различными внутренними (a) и внешними (b) радиусами при t = 1. Поскольку мы знаем о возможности наличия такого дефекта в наноструктурах и о его существенном влиянии на ширину запрещенной зоны полупроводниковых УНТ, нам необходимо иметь возможность идентифицировать и отбраковывать нанотрубки, содержащие «сростки». Для этого мы будем применять количественную теорию дифракции [3]. Количественная теория дифракции позволяет исследовать обратную решетку упорядоченной коаксиальной нанотрубки, ее связь с параметрами решетки нанотрубки и способ индексации рефлексов. В качестве практического приложения теоретического материала был выбран случай ортогональной ахиральной нанотрубки (WS 2 ), дифракционная картина которой представлена на рис. 2. Красным прямоугольником на рисунке выделена участок на нулевой слоевой линии, содержащий наиболее яркий и чѐткий базальный рефлекс, подходящий для изучения. Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 75 Рис. 2. Дифракционная картина. Используя программу ImajeJ восстановлен профиль интенсивности (Рис. 3), на котором отчѐтливо видны вышеупомянутые осцилляции. Некоторая неразрешенность осцилляций связана с действием аппаратурной функции, в некоторой степени «смазывающей» или усредняющей профиль интенсивности. Рис. 3. Профиль интенсивностей WS 2 на нулевой слоевой линии. Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 76 В литературном источнике, приведѐнном в теоретической части [1, 3-4] приведены общие формулы, но они не специализированы именно для анализа осцилляций. Поэтому преобразуем исходную формулу к виду, необходимому для решения нашей задачи. 1 1 0 4 2 2 cos M m R Rdm m 4 2 1 2 cos sin 1 0 2 R Rd M M Rd 4 2 cos 4 2 2 cos 1 0 0 R R MRd M Rd 2 sin 1 4 2 sin 1 2 sin 4 2 cos 1 2 cos 0 0 R Rd M M R Rd M M 4 2 sin 2 sin 1 4 2 cos 2 cos 1 0 0 R MRd M R MRd M 4 2 cos 0 R вблизи главных максимумов, используя те же приближения: 1 2 cos 1 1 2 cos 4 2 cos sin 1 0 2 MRd M Rd M M R Rd 1 2 cos sin 1 2 sin 2 4 2 cos sin 1 0 2 MRd Rd Rd M M R Rd 4 2 cos sin sin sin 1 2 sin 2 0 2 2 R Rd MRd Rd Rd M M На рисунке 1b показан продольный сросток двух нанотрубок с одинаковыми внутренними и различными внешними радиусами. В этом случае амплитуда A 00 выглядит как: 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 00 1 2 1 2 M m N n p v m M m N n p v m m m R J R J R A 1 0 0 1 0 0 2 2 M m m m M m m m R J p N R J p N 4 2 cos sin sin 1 0 1 0 R Rd Rd M Np l M 4 2 cos sin sin 1 0 1 0 R Rd Rd M p N l M 4 2 cos sin sin 1 sin sin 1 0 1 1 0 R Rd Rd M N Rd Rd M N p l M l M , где множитель, связанный с внутритрубочной интерференцией, общий для обоих слагаемых. Прочие множители имеют главный максимум в точках Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 77 R l и образуют сумму колебаний с различной частотой, фазы которых совпадают в этих точках. Путем подбора варьируемых параметров ( 𝜌 0 B M) и многократного моделирования был получен модельный профиль осцилляций WS 2 . На рис. 4 приведена зависимость интенсивности осцилляций I(R) = A 00 2 , подсчитанная в программе, написанной на языке Python Рис. 4.Базальные рефлексы WS 2 в выбранной области, при 𝜌 0 = 15, M = 10. Соответствие полученного графика экспериментальному приведено на рис. 5: Рис. 5. Сравнение экспериментальной дифракционной картины WS 2 с математической моделью. Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 78 Здесь мы отчѐтливо видим совпадение пиков осцилляций на вершинах, из чего можем сделать вывод, что параметры 𝜌 0 = 15, M = 10 выбраны верно. Соответственно, был определѐн диаметр нанотрубки WS 2 (рис. 2) Ø = 30 нм . Диаметр нанотрубки является одним из самых важных еѐ параметров, поскольку он сильнее всего влияет на ширину запрещѐнной зоны наноструктуры, а, значит, именно он главным образом определяет еѐ проводимость. Подгонкой я определила не только начальный диаметр экспериментальной НТ, но и еѐ толщину стенки D (а именно еѐ когерентной части). D = d * M где d – толщина слоя, M – число слоѐв (определено расчѐтным путѐм). D = 0,619 нм * 10 = 6,19 нм Так как у НТ может быть какой-то отделившийся слой и человек просто глядя в микроскоп определит толщину стенки неверно, а на самом деле это значение будет меньше. А такая ошибка фатальна, поскольку от толщины стенки зависит очень много параметров НТ. Подгонка значений 𝜌 0 (внутренний радиус) изменяет положение максимумов в центре, а осцилляции на крыльях зависят от М (толщины стенки). Как видите, мы можем определять раздельно эти два важных параметра. Оба параметра весьма существенны: первый (внутренний радиус) – очень сильно влияет на ширину запрещенной зоны, а второй (толщина стенки) влияет на характер электронного спектра – на правила отбора. С использованием полученного значения диаметра нанотрубки WS 2 Ø = 30 нм , были построены графики зависимости I(R) = A 00 2 от R для случаев внутреннего и внешнего «сростков». Сравнение максимумов осцилляций для случаев нанотрубки без «сростка» и 2 вариантов местонахождения дефекта типа «сросток» приведено на рис. 6. Рис. 6. Сравнение дифракционных картин: нанотрубки без сростков (красный), нанотрубки с внутренним сростком (зелѐный) и нанотрубки с внешним сростком (синий). Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 79 Из полученных графиков мы можем сделать следующие выводы: 1. Нанотрубка без сростков (рис. 6, красный) имеет 2 ярких пика в центре тяжести дифракционной картины. На равном расстоянии от центров максимумов мы можем наблюдать осцилляции на крыльях, значительно меньшей высоты. 2. Нанотрубка с внутренним сростком (рис. 6, зелѐный) имеет смещение максимумов осцилляций на крылья, в центре же заметно проседает. Это объясняется тем, что внутренний радиус за счѐт «сростка» стал меньше, при неизменном внешнем диаметре. 3. Нанотрубка с внешним сростком (рис. 6, синий) отличается наличием единственного максимума осцилляции, смещенного примерно на уровень местонахождения правого максимума исходной дифракционной картины (рис. 6, красный). Причиной этого является то, что внешний диаметр нанотрубки увеличился, в то время как внутренний диаметр остался прежним. Мы отчѐтливо видим изменения осцилляций на вершинах и на крыльях, следовательно, пользуясь данным методом мы можем определять наличие этого вида дефекта, а именно, что такую нанотрубку брать не надо, и отбраковывать еѐ при выборке, оставляя только годные для применения в элементах наноэлектроники структуры. Возможно, впоследствии у НТ со сростками откроются какие-то свойства, необходимые для производства инновационной техники, в этом случае их этим же самым способом, они могут быть отобраны для дальнейшего использования. Главным же здесь является то, что методом исследования дифракционной картины мы можем их выделить из общей массы НТ. Формулируя вывод из вышеперечисленного, можно сказать, что обнаружить годную – «безсростковую» нанотрубку можно, выявив на еѐ дифракционной картине 2 ярких пика в центре и заметно меньшие осцилляции на крыльях. Список литературы 1. Whittaker, E. A Classification of Cylindrical Lattices / E. Whittaker // Acta Crystallographica. - 1955. - Vol. 8, № 9. -P. 827–832. 2. Khalitov, Z. Structure of ordered coaxial and scroll nanotubes: general approach / Z. Khalitov, A. Khadiev, D. Valeeva, D. Pashin // Acta Crystallographica Section A: Foundations and Advances. – 2016. – Vol. 72, Issue 1. – P. 36-49. 3. Khalitov, Z. Quantitative theory of diffraction by ordered coaxial nanotubes: reciprocal-lattice and diffraction pattern indexing / Z. Khalitov, A. Khadiev, D. Valeeva, D. Pashin // Acta Crystallographica Section A: Foundation and Advances. – 2016. – Vol. 72, Issue 6. – P. 684-695. 4. Khalitov, Z. Electron diffraction patterns from scroll nanotubes: interpretation peculiarities / Z. Khalitov, A. Khadiev, D. Valeeva, D. Pashin // Acta Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 80 Crystallographica Section A: Foundations and Advances. – 2015. – Vol. 48, Issue 1. – P. 29-36. © В.А. Воронина, Д.И. Кузнецов, 2022 УДК 80 ПОНЯТИЕ «ЛИНГВИСТИЧЕСКАЯ КОМПЕТЕНЦИЯ» И ЕЁ СОДЕРЖАНИЕ Гайдан А. В. Студент ИПИ им. П. П. Ершова (филиал) ТюмГУ Аннотация: В данной статье рассматривается понятие «лингвистическая компетенция» как компонент, входящий в методику обучения русскому языку. Ключевые слова: лингвистическая компетенция, методика, обучение русскому языку, компетенция, родной язык. В методике обучения русскому языку под компетенцией подразумевается способность обучающегося применять полученные знания, умения и навыки для решения теоретических и практических задач. В словаре Федеральных государственных образовательных стандартов разграничиваются термины «компетенция» и «компетентность». Так, под компетенцией подразумевается «совокупность определенных знаний, умений и навыков, в которых человек должен быть осведомлен и иметь практический опыт работы», а под компетентностью — «умение активно использовать полученные личные и профессиональные знания и навыки в практической или научной деятельности». В методике преподавания русского языка выделяют следующие ключевые компетенции: языковая, лингвистическая, коммуникативная, культуроведческая. Интерпретация данных компетенций, понимание их сущности и структуры отнюдь не однозначны в современной методике обучения русскому языку. Понятие «Лингвистическая компетенция» рассматривается в методике обучения русскому языку неопределенно. В отдельных случаях данный тер- мин применяется как синоним понятию «языковая компетенция», тем не менее, в обучении русскому языку как родному следует разграничивать данные понятия. Остановимся подробнее на интересующей нас компетенции. В 60-х годах прошлого века в научной сфере американским лингвистом Н. М. Хомским было утвержден термин «лингвистическая компетенция». Он совершил одну из первых попыток формулировки выражения «владеть Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 81 языком». Н. М. Хомский оценивал данную компетенцию как абсолютное знание о родном языке, которое дает возможность «говорящему- слушающему» оценивать правильность и осмысленность каких-либо утверждений. Между тем, и отечественные педагоги ХIХ века не стояли на месте и предпринимали попытки осмысления лингвистической компетенции задолго до Н. М. Хомского, так как осознавали большую значимость этого течения в курсе русского языка. Так, известный русский лингвист А. С. Будилович утверждал: «Положим, что цель грамотного правописания вполне достигается гимназическим курсом русского языка: достаточно ли этого для среднего учебного заведения, особенно же классического, т. е. сосредоточенного на языковедении? Ужели за этой элементарною целью гимназическое преподавание отечественного языка не может и не должно преследовать никаких высших задач, исторического понятия о его жизни, прошедших судьбах, направлении развития, диалектических разветвлениях, отношениях к языкам родственным и т. п.». В наши дни понятие лингвистической компетенции представляется учеными-лингвистами по-разному. В современном лингвистическом словаре термин «лингвистическая компетенция» трактуется как «совокупность речевых умений (четыре вида речевой деятельности) и языковых знаний и навыков их использования (фонетические, лексические и грамматические навыки)» [1]. Ученый В. Д. Янченко описывает лингвистическую компетенцию как «знания учащихся о самой науке «Русский язык», о ее методах, этапах развития, о выдающихся ученых, сделавших открытия в изучении родного языка» [2]. Другие ученые - Е. А. Быстрова и С. И. Львова отдают приоритет лингвистической компетенции в обучении русскому языку. Они аргументируют свою точку зрения тем, что данная компетенция обеспечивает «познавательную культуру личности школьника, развитие логического мышления, памяти, воображения учащихся, в конечном счете, формирование современного мышления». Также Е.А. Быстрова считает, что внедрение в методику обучения русскому языку понятия лингвистической компетенции обеспечит более точные задачи для создания определения уровня подготовки обучающихся по русскому языку, в конечном счете, значительно изменит всю систему контроля, учѐта и оценки этого уровня. Профессор Е. Д. Божович выделяет следующие теоретические предпосылки определения структуры и содержания лингвистической компетенции, в которой является понимание обучающегося: - как субъекта обучения, который обладает способностью и готовностью к самостоятельной учебной деятельности; Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 82 - как языковой личности, которая обладает способностью и готовностью на вербально-семантическом, когнитивном и прагматическом уровнях [3]. Лингвистическая компетенция основывается на результате усвоения речевого опыта учащимися. Данная компетенция содержит знание основных положений учения о русском языке. Также она подразумевает овладение системой лингвистических понятий. Лингвистическая компетенция предполагает и формирование учебно-языковых умений и навыков. В первую очередь, к ним относятся: - опознавательные умения: обучающиеся должны уметь идентифицировать звуки, буквы, части слова, морфемы, части речи и т. д., в том числе различать между собой эти явления; - классификационные умения: обучающиеся должны уметь разделять лингвистические явления на группы; - аналитические умения: обучающиеся должны уметь выполнять фонетический, морфемный, словообразовательный, морфологический, синтаксический, стилистический разборы. По мнению Е.О. Ивановой, структура компонентов лингвистической компетенции состоит из следующих частей: 1) мотивационно-ценностный компонент – данный компонент отличается ценностным подходом обучающихся: - к умению сознательно и грамотно пользоваться языком в собственной речи; - к владению лингвистической компетенцией как основой для самоконтроля при употреблении языка в собственной устной и письменной речи. 2) когнитивный компонент – данный компонент основывается на усвоении необходимых знаний, а именно: - знаний о языке, его устройстве и функционировании; - знаний о нормах русского литературного языка; - знаний о лингвистике как науке; - знаний как правильно и грамотно строить речь; - способности к компетентному анализу и оценке языковых явлений и фактов. 3) деятельностный компонент – данный компонент характеризуется реализацией деятельности по обработке принимаемой информации и точной еѐ передаче на основе освоения нужных знаний о языке, его устройстве и функционировании. 4) рефлексивно-оценочный компонент – данный компонент подразумевает способность обучающихся к систематическому анализу принимаемой и передаваемой информации, самоконтролю и адекватной самооценке личностных качеств, результатов учебной деятельности, уровня учебной подготовки по соблюдению языковых норм, а также умению вовремя самостоятельно выявить и ликвидировать допущенную ошибку. Всероссийская научно-практическая конференция «ГРАНЬ НАУКИ 2022» 83 Лингвистическая компетенция – термин, который вошел в методику обучения русскому языку относительно недавно. Поэтому данное определение требует осмысления его содержания. По моему мнению, лингвистическая компетенция представляет собой овладение комплексом знаний об изучаемом языке по его уровням: фонемном, морфемном, лексическом, синтаксическом. Можно сказать, что обучающийся в полной мере владеет знаниями о лингвистической компетенции, если он осознает структуру системы изучаемого языка и может пользоваться данной системой на практике. Лингвистическая компетенция – это усвоение основных элементов науки о русском языке, овладение информацией о языке как о системе знаков и общественном явлении. Данная компетенция подразумевает также освоение понятийной основы курса, конкретного комплекса терминов. Она предполагает формирование представлений об устройстве языка, его развитии и функционировании, овладение методами действия, которые обеспечивают опознавание языковых феноменов и их применение в речи. Освоение изучаемого языка представляет собой не только усвоение знаний о данном языке и овладение языковым материалом. Для владения языком очень важно иметь знания для употребления тех или иных слов или коммуникации. Как мы можем предположить, лингвистическая компетенция оказывает содействие воспитанию у обучающихся понимания важности знания русского языка. Также данная компетенция формирует грамотность и точность речи, содействует повышению учебной мотивации. Формирование лингвистической компетенции может осуществляться благодаря трѐм видам учебной деятельности: - рецептивный вид деятельности заключается в восприятии изучаемого материала, который предлагается в готовом виде; - репродуктивный вид деятельности связан с запоминанием приобретенных знаний, и выражается в воспроизведении учебных действий; - продуктивный вид деятельности направлен на самостоятельное извлечение знаний. Под лингвистической компетенцией предполагается результат осмысления речевого опыта обучающимися. Она охватывает как знание основных положений науки о русском языке, так и усвоение комплекса лингвистических терминов. Лингвистическая компетенция подразумевает также формирование представлений «о том, как русский язык устроен, что и как в нем изменяется, какие отологические аспекты являются наиболее острыми», освоение такой информации о роли изучаемого языка в жизни общества и человека, на которой формируется непрерывная стабильная заинтересованность к предмету, а также чувства любви и уважения к русскому языку. Рассматриваемая компетенция обеспечивает и познавательную культуру личности обучающихся, становление логического мышления, памяти, воображения учащихся, усвоение навыков самоконтроля. |