项目背景
粒子物理是研究组成世界的基本粒子及其相互作用规律的基础前沿科学。2012年在欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上发现的希格斯玻色子证明了粒子物理“标准模型”的巨大成功。然而“标准模型”仅能描述宇宙中可直接观测的物质和能量的5%,仍有许多问题尚未解答。突破标准模型的一条途径则是借助更高能量和更高亮度的对撞实验,研制先进的粒子探测器从而探索新的物理现象。与传统窄带隙半导体相比较,碳化硅宽带隙半导体具备更大禁带宽度、更高位移阈能和更高击穿场强显著优势,成为耐高温抗辐照粒子探测器研究领域的前沿热点。本项目针对碳化硅探测器进行基本电学性能研究,从而得到探测器系统对于带电粒子电荷收集的测量。
通过对碳化硅探测器理论和实验技能学习,了解半导体探测器类型、结构特点、时间测量、以及数据分析方法,了解抗辐照粒子探测学科的发展前沿,使学生了解抗辐照半导体探测的基本理论和基础知识,为学生今后的学习及工作实践打下坚实基础。课题过程中培养学生的科研兴趣和创新理念,熟练掌握实验操作的同时,理解基础科学与新材料、电子学、计算机等交叉领域的紧密关系。
项目亮点 Program Description
模块 | 教学内容 |
---|---|
理论知识 |
粒子物理基本概念和高能量前沿实验、半导体器件工艺流程、半导体探测器原理、数据分析基础等。 |
实验技能 |
半导体器件探针台基本操作、半导体器件基本标定设备使用方法、半导体探测器读出电子学设备使用方法。 |
- 提高实践能力,积累科研经验
走进国家重点实验室,接触真正的科研环境。通过观察现象、操作仪器、收集数据和分析结果,了解做科研的流程和方法。帮助学生走出书本,充分动手实践,培养解决问题的能力,激发对相关学科的探索热情和学术志向。
- 夯实理论基础,挖掘学术潜力
通过实验可以帮助学生更好地理解和掌握书本上的理论知识,夯实学科基础的同时,掌握丰富的研究技能,如文献阅读、实验设计、数据处理、实验报告撰写等,帮助学生进一步挖掘学术潜力。
- 开阔视野格局,打造竞争优势
通过科研实验,学生可以尽早接触最新的科研成果和前沿技术,了解国内外科研的最新进展和趋势,从而拓宽自己的学术视野,在将来的升学和就业竞争中,体现自己的国际化格局和优势。
- 产出研究性报告/Essay,优秀作品可协助投递适合中学生的国内外期刊;
- 与教授亲密接触,获得其实名推荐信,教授特别认可的学生可获得网推机会;
- 获得由教授签发的项目证书
- 项目报告
- 以最短的时间获得丰富的科研经历,大幅提升学术能力,积累优质的文书写作素材;
- 年龄:9年级以上在校学生;(年级可浮动,具体可跟学术老师详细沟通)
- 适合感兴趣高能物理、核物理、凝聚态物理、材料、计算机等方向的学生,希望能去实验室亲身体验科研人员的日常;
- 想探索未来专业方向的学生,希望低成本试错,看看自己是不是真的喜欢和适合;
- 已经明确了专业方向,希望进一步丰富科研经历和文书写作素材;
- 个人背景提升所需,缺少大佬背书,希望获得教授推荐信。
项目安排 Program plan
第一天
上午:
开营仪式、学员分组
理论学习: 了解粒子物理理论框架、粒子加速器、粒子探测器的基本原理。
研究性报告基础:文献调研与整理
下午:
理论与实验室参观:
参观了解半导体探测器实验室及相关实验设备,介绍人类目前最高能量前沿的大型强子对撞机上的ATLAS实验研究进展。
思考问题:研究微观的粒子性质为何要使用如此巨大的对撞机?
上午:理论学习——半导体传感器的基本概念以及制作流程
研究性报告基础:题目与摘要
下午:半导体器件基本标定设备使用方法及操作 (探针台CV/IV 扫描)
思考问题:半导体传感器有哪些种类?
上午:理论学习——半导体探测器的读出电子学基本概念
研究性报告基础:结构与引言
下午:实践操作--半导体探测器读出电子学设备使用方法及操作 ( 电子学实验设备操作)
备注:具体的实践安排需根据实验设备状况进行调整
思考问题:半导体探测器读出电子学实验设备有哪些种类?
上午:理论学习——半导体探测器的基本概念和粒子探测原理介绍
研究性报告基础:研究性报告主体语言和图表
下午:实践操作--半导体探测器电荷收集效率测量 (探测器电荷收集实验)
思考问题:半导体探测器相比较传统的气体探测器有哪些特点?
上午:理论学习--学习数据分析的基本概念和原理
研究性报告基础:分析、总结和讨论
下午:计算机操作--学习使用软件对于采集数据进行分析
第六天
上午:理论学习--谈论实验结果
下午:完成调研报告撰写和PPT制作
上午:通过教授与学生的互动,了解学生学习效果 学生的最终Presentation和讨论,教授作针对性的点评 教授总结、讲评
*备注:
1、行程内容如有调整,以行程当天的实际内容为准。
2、线下实验操作部分说明:教授首先向学生讲解实验目标、实验过程和原理,并对学生进行实验室安全培训,接下来教授团队带领学生完成实验操作,得出实验数据。
3、科研实验项目主要目标是通过完成实验,得出可靠的科学结论,教授通过实验设计和内容优化,使得同学们能在7天内顺利完成整体的实验操作。但从客观上讲,科学实验的过程存在很多不确定性,一些生物、化学类的反应很难完全按照我们的预期,在固定的时间内得出结果。如反应时间快,结果出来的早,当天实验就能较快结束,同学们就能早一些下课,抓紧时间在课后和助教讨论研究性报告;但如果反应时间长,结果出来的晚,那么当天就需要在实验室停留更长时间,直至得出科学的结论。因此每日在实验室的时长会根据实验安排略有不同。
费用包含 | 专家指导费、实验器材使用费、耗材使用费 |
费用不包含 | 食宿、交通、及其他学生自行发生的费用等 |
项目人数 | 不超过8人 |
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欢迎家长与学子们咨询本项目。
报名方式:02583615655 或扫一扫添加顾问老师微信报名
