Beskrivelse av studieretning innen Materialer, Nanofysikk og Kvanteteknologi

Transkript

1 Beskrivelse av studieretning innen Materialer, Nanofysikk og Kvanteteknologi Navn Materialer, Nanofysikk og Kvanteteknologi Engelsk: Materials, Nanophysics and Quantum technology Læringsmål En kandidat med mastergrad innen studieretningen Materialer, Nanofysikk og Kvanteteknologi Har innsikt i materialfysikk (kondenserte fasers fysikk) på et avansert nivå. Dette innebærer at kandidaten - har kjennskap til aktuelle problemstillinger innen kondenserte fasers fysikk - har kunnskap om og innsikt i faste materialers egenskaper, deriblant strukturelle egenskaper og elektroniske, optiske, dielektriske, ioniske, og magnetiske effekter - har forståelse av kvantemekaniske effekter og deres anvendelser innen kondenserte fasers fysikk - har innsikt i størrelsesavhengige effekter som kontrollerer egenskaper til materialer i nanofysikken - har god oversikt over de gjeldende teoriene innen sin fordypning - kan anvende avanserte analytiske, numeriske eller eksperimentelle metoder for å bidra til ny kunnskap i kondenserte fasers fysikk Hvorfor velge denne retningen? Materialforskningen har i stor grad dannet grunnlaget for det moderne teknologiske samfunnet, og små strukturer og komponenter innen nanoteknologi er viktige brikker også for morgendagens bærekraftige samfunn. Eksempler finner vi i mikroprosessorer, solceller, superledende materialer, miljøvennlige materialer, sensorer, osv., og fagfeltet er i voldsom utvikling. I kvanteteknologien tar man et steg videre og prøver å forstå og utnytte eksotiske kvantemekaniske prinsipper som sammenfiltring og tunnelering i praktiske anvendelser som blant annet i kvantedatamaskiner, kvantekryptografi osv. Studieretningen Materialer, Nanofysikk og Kvanteteknologi omfatter alt fra forståelsen av fundamentale prinsipper til bygging av praktiske komponenter og anvendelser. I studieretning kan man fordype seg i det teoretiske, jobbe med problemstillinger som krever numeriske tilnærminger, eller utforske grunnleggende egenskaper eller praktiske anvendelser eksperimentelt. Sentralt i mastergradsstudiet står forskningsoppgaven, hvor man får utfordret seg med oppgaver i forskningsfronten. I forskningsoppgaven får man tett tilknytning og faglig oppfølging i en forskningsgruppe, og får tilgang til Norges mest avanserte laboratorier og god tilgang til regnekapasitet ved bruk av nasjonal e-infrastruktur. I

2 forskningsgruppene jobber man blant annet med superledere, solceller, nanoelektronikk, kvanteteknologi, lasere og LED-teknologi. Aktuelle forskningsgrupper er: - Seksjon for teoretisk fysikk, - Seksjon for halvlederfysikk, - Seksjon for strukturfysikk, - Seksjon for kondenserte fasers fysikk, eller tilknyttet et eksternt forskningsinstitutt eller bedrift. Forskningsgruppene har nært samarbeid med internasjonale forskningsmiljøer, og det vil være mulig å tilbringe deler av studiet i utlandet. Hva lærer du? I studieprogrammet vil du gjennomgå grunnleggende emner i faststoff-fysikk og lære deg å håndtere kvantemekanikk, materialfysikk og elektromagnetisme. Studieprogrammet gir deg anledning til å bli kjent med et aktivt og fremtidsrettet forskningsmiljø med kompetanse innenfor både eksperimentelle aktiviteter og teoretisk arbeid. En typisk eksperimentell oppgave vil medføre kjennskap til og bruk av moderne høy-teknologi til å utvikle materialprøver til videre undersøkelser. Du vil også lære å behandle eksperimentelle data, skille mellom holdbare og uholdbare konklusjoner, og presentere resultater på en forståelig måte. Jobb og videre studier Kompetanse innen fysiske fag, modellering og informatikk er etterspurt på arbeidsmarkedet. Materialkompetanse er grunnleggende innenfor Energiområdet, IKT, medisinsk teknologi. Mastergraden gir en metodisk opplæring i å planlegge og gjennomføre et større praktisk arbeid, og faglig fordypning som gir deg gode jobbmuligheter innenfor en rekke områder i arbeidslivet, både innen privat og offentlig virksomhet, eller i oppstartsbedrifter og morgendagens teknologibedrifter Studiet kvalifiserer deg for ph.d. - studier, for undervisning i den videregående skolen og på universitets- og høgskolenivå, eller for utviklings- og forskningspregede arbeidsoppgaver. Noen eksempler på mulige arbeidsplasser er SINTEF, Forsvarets forskningsinstitutt, Institutt for Energiteknikk, Det Norske Veritas, Nexans, Justervesenet, Telenor, Statoil, Norsk Hydro, konsulentselskaper, osv. Veilednings- og undervisningsressurser Fast vitenskapelige ansatte ved seksjonene - Strukturfysikk - Teoretisk fysikk - Kondenserte fasers fysikk - Halvlederfysikk

3 Anbefalte forkunnskaper Grunnpakke i fysikk tilsvarende Bachelor i Fysikk og Astronomi I tillegg anbefales sterkt kursene: FYS3110 Kvantemekanikk FYS3410 Kondenserte fasers fysikk Avhengig av videre fordypning kan bl.a. disse kursene være nyttige: FYS3140 Matematiske metoder i fysikk FYS2210 Halvlederkomponenter FYS3180 Eksperimentelle metoder i fysikk FYS3120 Klassisk mekanikk og elektrodynamikk Utover obligatoriske kurs på BSc ser vi ikke behov for nye/endrede kurs som undervises av andre. Obligatoriske kurs på Master FYS Kondenserte fasers fysikk II, kurset må riktignok tilpasses «læringsmålene» i studieretningen, og en revisjon må sees i sammenheng med evt. endringer i FYS3410 Kondenserte fasers fysikk Relevante kurs for Studieretningen Kurs som kan være relevante for mange av studentene (ikke obligatoriske): - FYS Statistisk mekanikk - FYS Moderne kvantemekanikk Mer forskningsseksjonsrettede kurs: FYS Computational Physics FYS Relativistisk kvantefeltteori FYS Eksperimentelle metoder i fysikk FYS PC-basert instrumentering og mikrokontrollere FYS Material science of semiconductors FYS Diffraksjonsmetoder og elektronmikroskopi FYS Computational physics II: Quantum mechanical systems FYS Eksperimentalteknikker i kondenserte fasers fysikk FYS Uordnede systemer og perkolasjon FYS Videregående kvantefeltteori FYS Elektronmikroskopi, -diffraksjon og spektroskopi II FYS-MENA Kvantemekanisk modellering av nanomaterialer, MENA Nanophysics Endringer i undervisningsform på enkeltkurs Studieretningen spenner over et stort fagområde noe antallet involverte forskningsgrupper gjenspeiler. Det er derfor viktig å beholde en bred portefølje av fag.

4 Studentene vil ha et større læringsutbytte av et variert og gjennomgående faglig opplegg, noe dagens kurs etterstreber. Om det er et ønske å frigjøre undervisningsressurser fra kurs med få studenter bør dette være en egen prosess hvor man gjennomgår det enkelte kurs i samarbeid med kursansvarlig og aktuelle forskningsseksjoner. Fordypninger innen studieretningen Det er lite hensiktsmessig å ha fordypninger utover studieretningen. Det er viktigere å informere om og promotere forskningsseksjonene hvor selve forskningsoppgaven skal foregå. Kvote på studieretningen Det er ~20 vitenskapelig ansatte som er involverte i denne studieretningen. Hvis man regner 1.5 studenter per ansatt, har studieretningen kapasitet til ~30 studenter. Følger vi videre forholdet studieplasser/kapasitet blir dette ~24. Siden forskningsseksjonene er involverte i flere studieretninger og masterprogrammer, vil vi foreslå en ramme på Dette bør justeres etterhvert, avhengig av behov og totalt antall studieplasser. Robust studiemiljø Forskningsseksjonene som er involvert i studieretningen er geografisk veldig spredt, noe som vil være en utfordring i forhold til et felles studentmiljø for studieretningen. Det vil i denne studieretningen derfor være viktig at studentene får et godt studiemiljø i forskningsseksjonene, og hvor de tidlig i masterstudiet blir en del av disse. For å danne et godt studentmiljø på tvers av forskningsseksjonene vil felles seminarserier eller andre tilsvarende alternativer være en mulighet. Et slikt tilbud bør i så fall ha faste rammer med et klart utbytte. Slike seminarer kan evt. knyttes til felles kurs og/eller utvikling av profesjonell kompetanse. Felles kurs på tvers av studieretningene Det kan bli krevende å ha 1-2 felles kurs på tvers av de ulike studieretningene som har tilstrekkelig faglig dybde. Et kurs eller en seminarserie i profesjonell kompetanse kan være en mulighet, f.eks. i starten av hvert semester. Dette kan også knyttes opp mot selve forskningsarbeidet. Profesjonell kompetanse Føringer for profesjonell kompetanse bør ligge på programnivå (bør i størst mulig grad være felles for alle studieretningene), mens studieretningene må få ansvaret for å tilpasse og inkludere dette i sine studieretninger. Informasjon om studieretningen

5 Det er viktig at studentene får god informasjon om studieretningen og forskningsseksjonene i løpet av bachelorgraden. Det bør finnes informasjon som er kontinuerlig tilgjengelig, for eksempel i læringssenteret Origo, samt samlinger og informasjonsmøter tidligere i studieløpet Videre må websidene inneholde lett forståelig og tilpasset informasjon. Entusiastiske faglærere kan med fordel invitere inn studentene i lab/aktiviteter, og vi bør utnytte interaktive kanaler o.l for å gi studieretningen visibilitet og et godt omdømme. Samarbeid med andre utenfor FI eller UiO for å dele på spesialisert undervisningsbyrde Det vil i enkelte kurs være mulig med samarbeid for å dele spesialisert undervisning, men dette kan kostnadskrevende (administrasjon, reisestøtte etc.) Utvekslingsprogram, dual degrees, Erasmus kan dette brukes for å gi studentene spesialisering uten at vi må undervise mer? Ikke noe vi kan basere oss på (for å frigjøre ressurser), men det kan være nyttig/gunstig i enkelttilfeller. Kan man aktivt bruke utveksling i 5. semester til andre universitet for å gi studentene god spesialisering før master? Ikke noe vi kan basere oss på (de har ikke bestemt seg for Master eller søkt om opptak)