《薄膜材料與技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、薄膜材料與技術(shù)課程教學(xué)大綱一、基本信息中文名稱(chēng)：薄膜材料與技術(shù)英文名稱(chēng)：Thin Film Materials and Technology編號(hào)：16045105性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)選修課學(xué)時(shí)和學(xué)分：總學(xué)時(shí)：24 總學(xué)分：1.5 理論學(xué)時(shí)：24 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí)：0 實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用學(xué)院及專(zhuān)業(yè)：學(xué)院：材料科學(xué)與工程 專(zhuān)業(yè)：材料科學(xué)與工程先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)A、無(wú)機(jī)材料物理性能、材料現(xiàn)代研究方法開(kāi)課學(xué)院、部、中心：材料科學(xué)與工程學(xué)院、材料工程系二、課程地位與作用本課程是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課，是在學(xué)生完成材料科學(xué)基礎(chǔ)A、無(wú)機(jī)材料物理性能、材料現(xiàn)代研究方法等知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，向?qū)W生介紹薄

2、膜材料和薄膜技術(shù)的基本理論和基本知識(shí)，主要包括薄膜材料的真空制備技術(shù)、薄膜的化學(xué)和物理沉積方法、薄膜的形成和生長(zhǎng)原理、薄膜的表征、常見(jiàn)薄膜材料的制備及發(fā)展趨勢(shì)等相關(guān)知識(shí)，為學(xué)生今后的畢業(yè)論文和將來(lái)從事相關(guān)領(lǐng)域的工作提供理論基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目的和要求本課程主要講授薄膜的制造技術(shù)與薄膜物理的基礎(chǔ)內(nèi)容。其中系統(tǒng)介紹了各種成膜技術(shù)的基本原理與方法，包括蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍、化學(xué)氣相沉積、溶液制膜技術(shù)以及膜厚的測(cè)量與形貌結(jié)構(gòu)表征等。同時(shí)介紹了常見(jiàn)薄膜材料的特性、制備方法和應(yīng)用。要求學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握薄膜材料的性質(zhì)、制備和表征方法、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。四、主要教學(xué)內(nèi)容第1章 緒論（2學(xué)時(shí)）

3、本章主要介紹薄膜的研究歷史、物理概念、物理現(xiàn)象、制備方法及表征方法，要求學(xué)生掌握薄膜的物理概念和制備方法；理解薄膜的物理現(xiàn)象；了解薄膜的理論研究。重點(diǎn)：薄膜物理概念和主要制備方法。第2章 真空技術(shù)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）本章主要介紹真空的基礎(chǔ)知識(shí)、真空的獲得以及真空的測(cè)量，要求學(xué)生掌握真空區(qū)域的劃分、固體對(duì)氣體的吸附及氣體的脫附、常見(jiàn)真空泵的種類(lèi)和工作原理以及真空度的測(cè)量方法；理解電阻真空計(jì)、熱偶真空計(jì)和電離真空計(jì)的適用范圍重點(diǎn)：固體對(duì)氣體的吸附及氣體的脫附、真空度的測(cè)量方法第3章 薄膜制備的化學(xué)方法（6學(xué)時(shí)）本章主要介紹化學(xué)法制備薄膜，要求學(xué)生掌握熱生長(zhǎng)過(guò)程、化學(xué)氣相沉積、電鍍、化學(xué)度、陽(yáng)極反應(yīng)沉積法

4、和LB技術(shù)；理解化學(xué)法制備薄膜的優(yōu)缺點(diǎn)，激光化學(xué)氣相沉積、光化學(xué)氣相沉積和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積的工作原理；了解化學(xué)法制備薄膜材料的發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn)：熱生長(zhǎng)過(guò)程、化學(xué)氣相沉積難點(diǎn)：化學(xué)氣相沉積的工作原理第4章 薄膜制備的物理方法（6學(xué)時(shí)）本章主要介紹物理法制備薄膜，包括真空蒸發(fā)、濺射、離子束和離子助和外延膜沉積技術(shù)，要求學(xué)生掌握真空蒸發(fā)技術(shù)、濺射鍍膜的特點(diǎn)、濺射鍍膜裝置和參數(shù)、陰極電弧等粒子體沉積、共離子轟擊沉積、分子束外延法；理解真空蒸發(fā)沉積的物理原理和濺射的基本原理；了解物理法制備薄膜材料的發(fā)展趨勢(shì)。第5章 薄膜的形成與生長(zhǎng)（2學(xué)時(shí)）本章主要介紹薄膜成核、生長(zhǎng)過(guò)程、生長(zhǎng)模式，要求學(xué)生掌握凝

5、聚過(guò)程、成核理論、薄膜的生長(zhǎng)模式；理解Langmuir-Frenkel凝聚理論；了解遠(yuǎn)離平衡態(tài)薄膜生長(zhǎng)的研究。重點(diǎn)：薄膜成核和生長(zhǎng)過(guò)程難點(diǎn)：Langmuir-Frenkel凝聚理論第6章 薄膜表征（2學(xué)時(shí)）本章主要介紹薄膜厚度、組分、結(jié)構(gòu)、原子化學(xué)鍵和薄膜應(yīng)力的表征，要求學(xué)生掌握膜厚度的測(cè)量方法、采用XPS、俄歇電子能譜、電子顯微分析、低能電子衍射和掠入射角X射線衍射、能量損失譜等方法對(duì)薄膜的測(cè)試和表征；理解薄膜應(yīng)力測(cè)試的工作原理。重點(diǎn)：薄膜的厚度測(cè)量、組分測(cè)定和結(jié)構(gòu)表征第7章 薄膜材料（4學(xué)時(shí)）本章主要介紹超硬薄膜材料、智能薄膜材料、納米薄膜材料、磁性薄膜材料，要求學(xué)生掌握金剛石薄膜、形狀記憶合金薄膜材料、納米多層薄膜、納米復(fù)合硬質(zhì)涂層、磁性薄膜材料的制備方法和特性；了解各種薄膜材料的應(yīng)用。重點(diǎn)：薄膜材料的特性和制備方法五、課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方式采用開(kāi)卷和平時(shí)考核方式結(jié)合，考試成績(jī)80%，平時(shí)考核20%。六、教材及參考文獻(xiàn)1、教材鄭偉濤，薄膜材料與薄膜技術(shù)（第1版），北京，化學(xué)工業(yè)出版社,2