《薄膜材料與器件》教學(xué)大綱

1、薄膜材料與器件課程教學(xué)大綱（總學(xué)時(shí)數(shù)：48，學(xué)分?jǐn)?shù)：3）一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)薄膜材料與器件是新能源科學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)必修課。薄膜技術(shù)在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，薄膜材料在新材料技術(shù)領(lǐng)域中占有極其重要的地位。在新能源材料與器件領(lǐng)域中，薄膜化是未來發(fā)展區(qū)趨勢。課程的基本任務(wù)是比較系統(tǒng)地給學(xué)生講解薄膜的物理化學(xué)制備原理與方法，包蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍膜、化學(xué)氣相沉積、溶液制膜技術(shù)等，同時(shí)介紹薄膜的形成，薄膜的結(jié)構(gòu)域缺陷，薄膜的電學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、半導(dǎo)體性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、超導(dǎo)性質(zhì)。通過本課程的學(xué)習(xí)使得學(xué)生掌握從事新能源、微電子等行業(yè)中的材料與器件開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域所必須的基礎(chǔ)知識與理論及應(yīng)用技能。二、課

2、程基本內(nèi)容和要求（一）真空技術(shù)基礎(chǔ)了解真空的定義、分類以及氣體與蒸汽概念與性質(zhì)，掌握稀薄氣體的性質(zhì)以及真空在薄膜制備中的作用、氣體的流動(dòng)狀態(tài)與真空的獲得方法、真空的測量方法與測試儀器。（二）薄膜的物理制備工藝學(xué)掌握各種物理制備薄膜技術(shù)的基本原理、方法與特性，包括真空鍍膜、濺射鍍膜、離子束鍍膜、分子束外延技術(shù)以及脈沖激光沉積技術(shù)。（三）薄膜的化學(xué)制備工藝學(xué)掌握各種化學(xué)制備薄膜技術(shù)的基本原理、方法與特性，包括化學(xué)氣相沉積、薄膜的化學(xué)溶液制備技術(shù)、薄膜的軟溶液制備技術(shù)、超薄有機(jī)薄膜的LB制備技術(shù)。（四）薄膜制備中的關(guān)鍵技術(shù)掌握基片的性質(zhì)、清洗以及超清潔表面多薄膜性能的影響，薄膜厚度的測量與監(jiān)控方法，

3、薄膜圖形制備技術(shù)，以及薄膜制備的環(huán)境。（五）薄膜的形成與生長掌握薄膜凝結(jié)過程與表面擴(kuò)散過程，薄膜晶核的形成與生長，薄膜的形成與生長，薄膜形成過程的計(jì)算機(jī)模擬。（六）現(xiàn)代薄膜分析方法掌握X射線衍射法、掃面電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、俄歇電子能譜、X射線光電子能譜、二次離子質(zhì)譜、原子力顯微鏡的工作原理、功能以及用法。（七）薄膜的物理性質(zhì)掌握薄膜的理學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)以及熱學(xué)性質(zhì)的基本現(xiàn)象、本質(zhì)機(jī)理與測量方法。（八）幾種重要的功能薄膜材料了解半導(dǎo)體薄膜、超導(dǎo)薄膜、鐵電薄膜、磁性薄膜、磁電薄膜、光學(xué)薄膜以及金剛石薄膜的基本種類、性能以及制備方法。（九）薄膜的應(yīng)用了解半導(dǎo)體薄膜、光學(xué)薄

4、膜、磁性薄膜、超硬薄膜、發(fā)光薄膜、鐵電薄膜、超導(dǎo)薄膜以及LB薄膜的應(yīng)用。三、學(xué)時(shí)分配序號內(nèi)容授課實(shí)驗(yàn)小計(jì)1真空技術(shù)基礎(chǔ)222薄膜的物理制備工藝學(xué)6 28 3薄膜的化學(xué)制備工藝學(xué)664 薄膜制備中的關(guān)鍵技術(shù)445薄膜的形成與生長446現(xiàn)代薄膜分析方法667薄膜的物理性質(zhì)6288幾種重要的功能薄膜材料669薄膜的應(yīng)用44合計(jì)44448四、課內(nèi)實(shí)踐項(xiàng)目表實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1真空法制備薄膜材料內(nèi)容：磁控濺射法制備半導(dǎo)體薄膜要求：了解磁控濺射儀的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及操作方法，掌握磁控濺射法制備半導(dǎo)體薄膜的制備方法22高溫?zé)嵬嘶饘Ρ∧げ牧辖Y(jié)構(gòu)改性內(nèi)容：熱退火對薄膜材料進(jìn)行改性要求

5、：了解熱退火對于薄膜材料改性的基本原理，掌握不同退火氛圍，溫度及時(shí)間對薄膜材料結(jié)構(gòu)的影響23薄膜材料電學(xué)性能的測試與分析內(nèi)容：四探針法測試半導(dǎo)體薄膜的薄膜電阻率要求：了解四探針薄膜電阻測試儀的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及操作方法，掌握薄膜方塊電阻測量與分析方法2小 計(jì)（選做2個(gè)）4五、課程考核本課程采用閉卷考試，最終成績由平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績和卷面成績組成。參照比例為平時(shí)成績20%，實(shí)驗(yàn)成績20%，卷面成績?yōu)?0%。六、有關(guān)說明（一）先修課程本課程要求學(xué)生主修完大學(xué)物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)、工程化學(xué)、工程熱力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程后開設(shè)。（二）推薦教材與主要參考書教 材： 肖定全、朱建國、朱基亮等編著，薄膜物理與器件，國防工業(yè)出版社，2011年5月參考書： 1葉志鎮(zhèn)、呂建國、呂斌，半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理，浙江大學(xué)