1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2018-23-4-420-428621.382:004.383Проблемы высшего образованияVirtual Training Laboratory «Growing a single crystal»Виртуальная учебная лаборатория «Выращивание монокристаллов»420428http://ivuz-e.ru/en/issues/4-_2018/virtualnaya_uchebnaya_laboratoriya_vyrashchivanie_monokristallov/http://ivuz-e.ru/en/download/4_2018_2250_en.pdf

Nowadays, the problems of increasing the effectiveness of the students studying the complex microelectronic processes in the light of a competent approach to education, enhancing the role of self-education and distant learning are urgent. The process and equipment of the single crystal growing by the Czochralski method has been described. The necessity of taking into account the dynamic links in the examination of the control channels has been substantiated. The scheme and formulas, which allow using the theory of random processes for time tracking and quantifying all smooth changes in the diameter of a growing crystal, as well as the interference effect, have been presented. The development tools for virtual laboratory and visualization functions using the multimedia elements and color dynamics have been described. The application of the development environment Excel + VBA, the connection of functions of the Windows operating system API, special data structures, the use of modeling and animation permit to show the crystal and crucible rotation, the crystal growth dynamics, as well as preparatory procedures of the whole process. The developed program can be used in the students’ preparation for work in a real laboratory as well as for distant training.

На примере процесса выращивания монокристалла показано, как применение электронного компонента в самостоятельной работе студентов может повысить уровень изучения сложного физического процесса. В работе сформулированы требования к виртуальной лаборатории, создаваемой на основе описания процесса выращивания монокристалла по методу Чохральского. Обоснована необходимость учета динамических связей при рассмотрении каналов управления. Приведены схема и формульные соотношения, позволяющие с использованием теории случайных процессов отслеживать во времени и количественно оценивать все плавные изменения диаметра растущего кристалла, а также влияние помех. Описаны средства автоматизации разработки программы виртуальной лаборатории и особенности визуализации с использованием элементов мультимедиа и цветовой динамики. Применение среды разработки Excel+VBA, подключение функций API операционной системы Windows, специальной структуры данных, использование моделирования и анимации позволяют увидеть вращение кристалла и тигля, динамику роста кристалла, а также подготовительные процедуры всего процесса. Разработанная программа может использоваться при подготовке студентов к работе в реальной лаборатории.

 Троян П.Е. Микроэлектроника: учеб. пособие. – Томск: ТГУСУР, 2007. – 346 с.Анализ инновационной деятельности высших учебных заведений России / И.И. Гребенюк, Н.В. Голубцов, В.А. Кожин и др. – М.: Академия Естествознания, 2012. – 258 с.Мединцева И.П. Компетентностный подход в образовании // Педагогическое мастерство: материалы II междунар. науч. конф. (г. Москва, декабрь 2012 г.). – М.: Буки-Веди, 2012. – С. 215–217.Прокофьева В.К., Раскин А.А., Рыгалин Б.Н. Лабораторный практикум по курсу «Технология материалов электронной техники» / Под ред. Б.Н. Рыгалина. – М.: МИЭТ, 2008. – 84 с.Мюллер Г. Выращивание кристаллов из расплава. Конвекция и неоднород-ности. – М.: Мир, 1991. – 143 с.Kakimoto K. Development of crystal growth technique of silicon by the czochralski method // J. Czochralski. – 2013. – Vol. 124. – No. 2. – P. 227–230.Саханский С.П. Модель управления формой при выращивании монокри-сталлов германия // Нано- и микросистемная техника. – 2012. – № 6. – С. 2–5.Саханский С.П., Баркин С.М. Модель управления температурой при выра-щивании кремния // Вестник СибГАУ. – 2010. – № 3(29). – С. 149–153.Саханский С.П., Якобсон М.Е. Модель управления скоростью вытягивания монокристаллов кремния // Вестник СибГАУ. – 2010. – № 5(31). – С. 254–258.Różewski P., Novikov D., Bakhtadze N., Zaikin O. New frontiers in information and production systems modelling and analysis. – Switzerland: Springer International Publishing, 2016. – 268 p.Трояновский В.М. Информационно-управляющие системы и прикладная теория случайных процессов: учеб. пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2004.–304 с.