《薄膜材料与技术》课程教学大纲.docx

《薄膜材料与技术》课程教学大纲

一、基本信息

中文名称：薄膜材料与技术

英文名称：ThinFilmMaterialsandTechnology

课程代码课程性质：专业选修课

学分：1.5总学时：24（其中理论：24实验：0上机：0实践：0）

适用学院及专业：材料科学与工程学院材料科学与工程专业

先修课程：材料科学基础A、无机材料物理性能、材料现代研究方法

开课单位：材料科学与工程学院材料工程系材料科学与工程教研室

二、课程地位与作用

本课程是材料科学与工程专业的专业选修课之一，是在学生完成材料科学基础A、无机材料物理性能、材料现代研究方法等知识学习的基础上，向学生介绍薄膜材料和薄膜技术的基本理论和基本知识，主要包括薄膜材料的真空制备技术、薄膜的化学和物理沉积方法、薄膜的形成和生长原理、薄膜的表征、常见薄膜材料的制备及发展趋势等相关知识，为学生今后的毕业设计/论文和将来从事相关领域的工作提供理论基础。

三、课程教学目标

本课程支撑毕业要求指标点3.1、3.2。

学生通过该课程的学习，使学生掌握各种成膜技术的基本原理与方法，具备应用薄膜材料技术的知识和能力；通过介绍我国科技工作者在科学研究中取得的创新性成果，培养学生的科研兴趣与科学创新意识。

通过本课程的学习，学生应具备以下能力：

目标1：掌握蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀、化学气相沉积、溶液制膜技术以及膜厚的测量与形貌结构表征等，了解常见薄膜材料的特性、制备方法和应用。（支撑毕业要求指标点3.1）

目标2：具备在材料开发、制备、科研等方面发现问题、分析问题、解决问题的能力，具备良好的开创思维和创新能力。（支撑毕业要求指标点3.2）

课程教学目标与毕业要求的关系矩阵

教学目标

毕业要求指标点

教学方式

考核方式

目标1

3.1能够掌握和综合运用本专业所需的基本知识和技能，对材料制备及质量控制等技术问题进行方案设计，并能够将创新方法与工具应用于技术问题解决方案的确定。

课堂讲授、典型案例、课程作业

课程期末考试，

课程作业

目标2

3.2对技术问题解决方案进行分析、论证，确定方案的合理性；同时考虑社会与环境、安全与健康、法律与文化等因素，对方案进行经济性和可行性评价。

课堂讲授、上网查阅相关资料

课程期末考试，

课程作业、课后讨论

四、主要教学内容

第1章绪论（2学时，支撑毕业要求指标点3.2）

本章主要介绍薄膜的研究历史、物理概念、物理现象、制备方法及表征方法，要求学生掌握薄膜的物理概念和制备方法；理解薄膜的物理现象；了解薄膜的理论研究。通过介绍国内外科技工作者在薄膜材料领域科学研究中取得的创新性成果，培养学生的科研兴趣与科学创新意识。

第2章真空技术基础（2学时，支撑毕业要求指标点3.1、3.2）

本章主要介绍真空的基础知识、真空的获得以及真空的测量，要求学生掌握真空区域的划分、固体对气体的吸附及气体的脱附、常见真空泵的种类和工作原理以及真空度的测量方法；理解电阻真空计、热偶真空计和电离真空计的适用范围。

重点：固体对气体的吸附及气体的脱附、真空度的测量方法。

第3章薄膜制备的化学方法（6学时，支撑毕业要求指标点3.1、3.2）

本章主要介绍化学法制备薄膜，要求学生掌握热生长过程、化学气相沉积、电镀、化学度、阳极反应沉积法和LB技术；理解化学法制备薄膜的优缺点，激光化学气相沉积、光化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积的工作原理；了解化学法制备薄膜材料的发展趋势。

重点：热生长过程、化学气相沉积的工作原理。

第4章薄膜制备的物理方法（6学时，支撑毕业要求指标点3.1、3.2）

本章主要介绍物理法制备薄膜，包括真空蒸发、溅射、离子束和离子助和外延膜沉积技术，要求学生掌握真空蒸发技术、溅射镀膜的特点、溅射镀膜装置和参数、阴极电弧等粒子体沉积、共离子轰击沉积、分子束外延法；理解真空蒸发沉积的物理原理和溅射的基本原理；了解物理法制备薄膜材料的发展趋势。

第5章薄膜的形成与生长（2学时，支撑毕业要求指标点3.1、3.2）

本章主要介绍薄膜成核、生长过程、生长模式，要求学生掌握凝聚过程、成核理论、薄膜的生长模式；理解Langmuir-Frenkel凝聚理论；了解远离平衡态薄膜生长的研究。

重点：薄膜成核和生长过程，Langmuir-Frenkel凝聚理论。

第6章薄膜表征（2学时，支撑毕业要求指标点3.2）

本章主要介绍薄膜厚度、组分、结构、原子化学键和薄膜应力的表征，要求学生掌握膜厚度的测量方法、采用XPS、俄歇电子能谱、电子显微分析、低能电子衍射和掠入射角X射线衍射、能量损失谱等方法对薄膜的测试和表征；理解薄膜应力测试的工作原理。

第7章薄膜材料（4学时，支撑毕业要求指标点3.1、3.2）

本章主要介绍超硬薄膜材