综合物理实验教学大纲 - 物理科学与技术学院综合性、设计性、创新性 .doc

《综合物理实验》教学大纲 （物理学院各专业使用） 课程编号： 课程英文名称：Comprehensive physical experiment 适用专业：理学部：物理类、材料科学、电子科学与技术各专业 开课学期：本课程进行一个学期（四上） 计划学时：36（54）学时 学 分：1学分 考试方式：实验课考核成绩以平时实验技能操作和论文式系统综合实验报告两部分组成，平时实验技能操作成绩占60%，论文式系统综合实验报告占40%。 开课院、教研室：物理科学与技术学院物理实验中心、综合物理实验室 一、本课程的性质、目的和任务 综合物理实验是专门面向高年级学生开设的综合型、研究创新型的实验课，由各学科的必威体育精装版科研成果转化而来，与学科发展紧密相连，是联系科研与教学工作的纽带。本课程由12个综合创新型大实验组成，学生选做完成其中一个，即可获得本课程学分。实验室实行全开放，题目自选，实验完成时间只有学时限制，每周做实验的时间不受限制。 该课程为必修课，以提高学生综合创新素质为主线，通过学生为主，教师为辅的实验教学方法，培养学生的科研实践能力。通过本课程的教学，要求达到： 1. 学习并掌握进行本专业实验的基本知识、基本方法和基本技能（包括实验仪器的选择和使用、测量的技术和方法、实验数据的处理方法、实验结果的分析和撰写实验报告等）。 2. 实验的观察、测量和分析，加深对本专业基本概念、规律和理论的理解。 3. 养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，特别是严肃认真对待实验数据，杜绝弄虚作假，树立实事求是的科学态度和学术道德。 4. 培养学生的独立工作能力、团队合作能力、分析判断能力、独立思考能力、革新判断能力、归纳总结能力等，提高进行科学研究工作的综合能力。 学习本课程要求学生认真复习本专业的理论知识并认真阅读相关实验讲义，了解熟悉实验的基本原理及仪器工作原理，能根据讲义及实验方法在老师指导下进行实验，通过实验制作样品、设计实验方案、记录数据或波形、图像等，能回答原理中的一些相关问题。实验完成后必须写出综合的论文式的大实验报告。教学过程中应贯彻“启发式”和“研究式”的原则，鼓励学生自己分析、解决实验过程中出现的问题，允许学生实验失败，注重学生科学素质的培养。 二、课程的具体的内容和要求 实验一 低维ZnO纳米结构的生长、表征与离子掺杂改性 实验二 磁控溅射制备纳米复合薄膜材料 实验三 凝聚态物理电磁性质的研究 实验四 金属体材及纳米薄膜材料的制备、表征和性能测试实验 实验五 功能陶瓷及纳米复合材料的制备、结构与性能研究 实验六 全息干涉法制备光子晶体 实验七 光学综合实验 实验八 高分子软物质多相体系的制备、界面和纳米自由体积的正电子研究 实验九 穆斯堡尔效应在固体材料中的应用研究 实验十 纳米颗粒膜的制备和三阶非线性的程控测试 实验十一 极性颗粒物质在液体和外场下的自组织行为的实验与调控观测实验 实验十二 微流控技术在细胞标记和选择中的应用 实验十三 CMOS运算放大器的设计、仿真和版图实现 实验十四 传感器信号的采集与处理 实验十五 嵌入式系统设计与应用 实验十六 硅平面器件的制作 实验十七 材料与器件性能表征 实验一 低维ZnO纳米结构的生长、表征与离子掺杂改性 实验目的 纳米材料具有明显不同于相应体材料的奇异特性，在物理学、化学、材料科学、生物医学和生命科学等领域具有潜在的重要应用前景，已引起各国科学工作者的高度关注。而真空科学与技术、薄膜沉积技术以及离子束材料改性技术不但与纳米材料的制备及其性能改善息息相关，而且在信息、微电子、新能源、功能材料等国民经济领域和国防工业的生产与研究方面有重要的应用。本实验旨在培养学生加深对所学的有关真空技术、薄膜沉积、纳米材料研制及离子束材料改性基础知识的理解，熟悉、掌握和提高综合性实验能力，为从事相关领域的就业、科研或深造奠定综合实验基础。 教学要求 1. 熟悉扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）的测试原理和方法，根据实验结果正确分析ZnO纳米材料的显微结构和晶体结构。 2. 掌握低真空泵、高真空泵和真空测量的工作原理和正确使用方法、等离子体的形成及离子引出的最佳工艺参数调试技能。 3. 重点掌握低维ZnO纳米结构的生长原理与方法以及低能H+注入对纳米结构ZnO本征缺陷、光致发光等物理特性的改善作用。 实验内容与学时分配 实验内容与学时分配（总学时36） 内 容 学 时 一．真空的获得与检测 6 二．硅衬底上ZnO薄膜过渡层的离子溅射与热处理制备 6 三．定向ZnO纳米结构的CVD生长 8 四．ZnO纳米结构形貌分析及晶体结构表征 8 五．ZnO样品的H+ 掺杂与物性分析 8 教材与