《薄膜材料与薄膜技术》课程教学大纲
Thin Film Materials and Thin Film Technology
课程负责人：李艳廷 执笔人：李艳廷 编写日期：2011年6月
一、课程基本信息
1．课程编号：L070505
2．学分：2学分
3．学时：32（理论32）
4．适用专业：功能材料
二、课程教学目标及学生应达到的能力
本课程是为功能材料专业的本科生开设的一门专业必修课， 本课程教学内容是后续功能材料类相关课程及日后学生从事功能材料制备及应用工作的基础。
本课程的教学任务是介绍薄膜材料的制备及特性，论述薄膜材料与薄膜技术的基本原理和基本知识，重点介绍薄膜材料的真空制备技术、薄膜的化学制备和物理气相沉积方法、薄膜的形成和生长原理、薄膜的表征，对目前广泛研究和应用的几种主要薄膜材料进行介绍、评述和展望。在保证课程教学科学性和系统性的前提下，着重突出薄膜材料与薄膜技术的的实用性。有关的基本概念、基本知识和基本技能，作为教学的重点内容。
本课程的教学目标是在结合典型实例，深入浅出地阐明薄膜材料与薄膜技术的基本原理和相关制备技术的基础上，通过教师讲授和学生讨论相结合的方式，将培养和提高学生分析问题和解决问题的能力作为教学重点。通过本课程的学习使学生掌握薄膜物理的基本知识及基本的薄膜制备技术，同时了解该领域当前的一些前沿研究进展和应用，为后续功能材料类相关课程及日后学生从事功能材料制备及应用工作奠定基础。
三、课程教学内容与基本要求
（一）绪论（1课时）
主要内容：介绍如下与课程相关内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学方法；本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。
1. 基本要求
（1）了解薄膜材料与薄膜技术领域的相关知识；
（2）掌握该课程学习的基本方法；
（二）真空技术基础（3课时）
主要内容： 真空的基本知识，真空的获得，真空的测量
1. 基本要求
（1）了解真空的基本知识；
（2）掌握常用真空获得及其测量基本装置的原理；
2. 学时分配
课堂教学3学时，包括真空的基本知识1学时，真空的获得1学时，真空的测量1学时。
（三）薄膜制备的化学方法（8课时）
主要内容： 本章将介绍用于薄膜制备的化学方法的基本原理及其相关设备，包括热氧化生长、化学气相沉积、电镀、化学镀、阳极反应沉积、LB技术。
1. 基本要求
（1）了解各种用于薄膜制备的化学方法，包括其基本原理和相关设备；
（2）掌握化学气相沉积制备薄膜的原理和相应设备；
（3）通过本章学习能借助设备实现薄膜制备；
2. 学时分配
课堂教学8学时，包括热氧化生长1学时，化学气相沉积4学时，电镀1学时，化学镀1学时，阳极反应沉积和LB技术1学时。
（四）薄膜制备的物理方法（6课时）
主要内容：本章将介绍用于薄膜制备的物理方法的基本原理及其相关设备，包括真空蒸发、溅射、离子束和离子助、外延生长。
1. 基本要求
（1）了解常见制备薄膜物理方法的基本原理；
（2）掌握常见制备薄膜物理方法的相关设备的使用；
（3）通过本章学习能借助设备实现薄膜制备；
2. 学时分配
课堂教学6学时，包括真空蒸发1学时，溅射2学时，离子束和离子助2学时，外延生长1学时。
（五）薄膜的形成与生长（6课时）
主要内容： 从微观的角度讲解薄膜的形成与生长，其中包括成核理论，薄膜的生长模式及其沉积参数的影响，远离平衡态的薄膜生长。
1. 基本要求
（1）了解薄膜制备过程中的形核和生长过程；
（2）了解典型的形核理论；
（3）掌握薄膜的生长模式及生长过程中沉积参数的影响；
（4）了解远离平衡态的薄膜生长过程；
2. 学时分配
课堂教学6学时，包括形核1学时，薄膜的生长过程1学时，薄膜的生长模式2学时，远离平衡态薄膜生长2学时。
（六）薄膜表征（5课时）
主要内容：介绍各种用于检测评价与薄膜材料功能相关特性的表征方法。这些表征方法包括组分表征、结构表征、化学键合表征、应力表征、薄膜厚度控制及测量等。
1. 基本要求
（1）了解薄膜评价表征目的及其表征手段的选择；
（2）了解评价表征薄膜特性的各种方法的基本原理和仪器设备；
（3）掌握评价表征薄膜特性的各种相关技术和输出信号意义；
2. 学时分配
课堂教学5学时，包括薄膜厚度控制及测量1学时，组分表征1学时，薄膜的结构表征1学时，原子化学键合表征1学时，薄膜应力表征1学时。
（七）薄膜材料（3课时）
主要内容： 介绍当前国内外应用较多和研究热点的几种薄膜材料的制备方法、结构、性质和应用。
1. 基本要求
（1）了解国内外研究热点薄膜的制备方法、结构、性质和应用前景；
（2）掌握生产实际中应用较多薄膜的制备方法和主要应用；
2. 学时分配
课堂教学3学时，包括超硬薄膜材料、智能薄膜材料共1学时，纳米薄膜材料、石墨片二维薄膜材料共1学时，磁性氮化铁薄膜材料和巨磁阻锰氧化物薄膜材料1学时。
四、课程的考核
考核方式为闭卷考试；严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格；综合成绩根据出勤情况、平时成绩和期末成绩评定，出勤情况和平时成绩（包括课堂讨论、课余实验表现）占20％，期末成绩占80％。
五、本课程与其它课程的联系与分工
本课程的前修课程是大学物理、物理实验、材料科学基础、材料性能学、材料现代分析方法、无机化学和固体物理等课程。这些先修课程将为学生学习本门课程奠定相关的知识基础，对于理解和掌握本课程中重点知识提供帮助。同时，本课程中的一些知识点又是对先修课程的扩展和应用。
六、教材及教学参考书
建议教材：
郑伟涛著.《薄膜材料与薄膜技术》（第二版）.化学工业出版社.2008年
建议参考书：
（1）田民波编著.《薄膜技术与薄膜材料》.清华大学出版社，2006年
（2）唐伟忠编著.《薄膜材料制备原理、技术及应用（第2版）》.冶金工业出版社，2003年
（3）孙振范，郭飞燕.等著，《二氧化钛纳米薄膜材料及应用》.中山大学出版社，2009年
（4）蔡珣，石玉龙，周建主编.《现代薄膜材料与技术》.华东理工大学出版社，2007年
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