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《薄膜物理与技术》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称

薄膜物理与技术

课程编号

330020059

课程性质

必修课

课程类别

专业基础课

开课单位

无机材料教研室

授课学期

第六学期

学分/学时

3/48

课内学时

48

理论授课

48

上机学时

0

课内实践

0

实验学时

0

课外学时

57.6

适用专业

新能源材料与器件

是否双语

否

先修课程

高等数学、大学物理、材料科学基础

后续课程

无

二、课程简介

《薄膜物理与技术》是新能源材料与器件专业的一门必修学科专业基础课。通过学习本课程可以使学生了解和掌握真空蒸镀、溅射沉积、化学气相沉积、分子束外延、液相外延等基本的薄膜的物理和化学制备技术，了解薄膜材料的基本特点和物性检测主要方法，拓宽学生的知识领域，培养出知识结构更为合理的优秀人才。

三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑

（一）课程目标

通过本课程的学习，使学生达到以下目标：

课程目标1.掌握半导体薄膜常用的制膜方法，生产过程中的基本理论知识和规律，利用薄膜生长过程基本理论。

课程目标2.能够分析、评价和解决半导体薄膜生产实际过程和问题。能够查阅和利用手册、文献、国家标准等资料，为半导体薄膜生产过程中的实际问题寻求和设计可靠合理的解决方法和实施方案，指导实际生产操作。

课程目标3.通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神、团队合作精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。

（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑

课程目标

支撑毕业要求指标点

毕业要求

课程目标1

指标点：1-4掌握用于解决复杂工程问题的新能源材料与器件专业基础知识，并能用于新能源材料的制备、表征、器件组装、性能检测等，解决新能源材料与器件领域复杂工程问题。

1-工程知识

课程目标2

指标点：2-3具有应用新能源材料与器件的基本原理，并通过文献研究对新能源材料与器件工程领域内复杂工程问题进行识别、分析、表达，以获得有效结论的能力。

2-问题分析

课程目标3

指标点：2-3具有应用新能源材料与器件的基本原理，并通过文献研究对新能源材料与器件工程领域内复杂工程问题进行识别、分析、表达，以获得有效结论的能力。

指标点3-1：针对新能源材料与器件产品或项目等复杂工程问题，具有设计满足特定需求的新能源材料与器件生产过程系统、操作单元或工艺流程的能力，并能够在设计环节中体现创新意识。

2-问题分析

3-设计/开发解决方案

四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑

（一）课程基本教学内容

第一单元绪论和真空技术（学时数：2学时）

1.课程主要内容

（1）薄膜材料的特性、分类、特点和应用；

（2）真空对制备薄膜的重要性以及如何获得和测量真空。

2.重点和难点

真空的获得、测量及其对薄膜制备的重要意义。

3.教学方法

通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明本课程的主要研究内容。讲述薄膜材料的特性、分类、特点；通过实际案例讲述薄膜材料在生产生活中的应用；讲述真空对制备薄膜的重要性以及如何获得和测量真空。

4.学生学习预期成果

（1）了解薄膜材料的特性、分类、特点和应用价值；

（2）了解如何获得和测量真空，以及真空对薄膜制备的意义。

5.支撑课程目标

课程目标1.掌握半导体薄膜常用的制膜方法，生产过程中的基本理论知识和规律，利用薄膜生长过程基本理论。

课程目标2.能够分析、评价和解决半导体薄膜生产实际过程和问题。能够查阅和利用手册、文献、国家标准等资料，为半导体薄膜生产过程中的实际问题寻求和设计可靠合理的解决方法和实施方案，指导实际生产操作。

第二单元物理气相沉积（PVD）（学时数：16学时）

1.课程主要内容

（1）真空蒸镀技术。真空蒸镀技术中蒸发和形核过程以及薄膜形成过程。

（2）脉冲激光沉积（PLD）技术。PLD方法的基本原理和实验装置以及用PLD方法制备的薄膜材料；PLD过程中最主要的问题及解决方案。

（3）溅射沉积技术。溅射沉积方法的机理和溅射法的特点，了解溅射过程和溅射沉积的基本装置以及溅射技术的应用。

2.重点和难点

重点：真空蒸镀技术和溅射沉积技术。

难点：溅射沉积技术的机理；溅射沉积技术过程和装置。

3.教学方法

（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，讲述三种典型物理气相沉积方法（真空蒸镀、脉冲激光沉积和溅射技术）的原理、过程和装置。结合实例，讲述各薄膜沉积方法的应用。

（2）通过分小组调研讨论，课堂汇报的方式，让学生查找其他物理气相沉积方法及应用案例。

4.学生学习预期成果

（1）了解三种典型物理气相沉积方法（真空蒸镀、脉冲激光沉积和溅射技术）的原理、过程和装置；

（2）通过对实际应用案例的学习，从中获取分析问题和解决问题能力。

（3）通过小组讨论和结果陈述过程，增强团队合作精神，培养探索精神、创新意识