《薄膜材料》課程教學(xué)大綱

1、薄膜材料Thin Film Materials一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學(xué)分：2 學(xué)分課程總學(xué)時(shí)：32 學(xué)時(shí)，其中講課： 32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)（含上機(jī)）： 0學(xué)時(shí)，課 0 學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：選修開課學(xué)期：第5學(xué)期先修課程：材料物理、材料化學(xué)、物理化學(xué)適用專業(yè)：材料物理專業(yè)教 材：鄭偉濤，薄膜材料與薄膜技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年。開課單位：物理與光電工程學(xué)院材料物理系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)薄膜材料是材料物理專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程目的是使學(xué)生認(rèn)識(shí)薄膜材料及技術(shù)的基本知識(shí)及其應(yīng)用。薄膜材料以其獨(dú)特的性質(zhì)，為促進(jìn)器件微型化、集成化發(fā)揮了終于作用。本課程主要介紹薄膜材料的制備及特性

2、。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)量與監(jiān)控等。同時(shí)介紹了薄膜的形成，薄膜的結(jié)構(gòu)與缺陷，薄膜的電學(xué)、力學(xué)、半導(dǎo)體、磁學(xué)性質(zhì)等。通過學(xué)習(xí)既可以掌握一些薄膜物理的基本知識(shí)，同時(shí)也能了解該領(lǐng)域內(nèi)當(dāng)前的一些前沿研究進(jìn)展，開闊眼界。本課程技術(shù)性較強(qiáng)，在教學(xué)過程中結(jié)合各教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)所需要的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和日后工作打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生處理問題、解決問題的思路和方法。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1、緒論（1學(xué)時(shí)）（1）了解薄膜材料與薄膜技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)；（2）掌握該課程學(xué)習(xí)的基本方法；重點(diǎn)：薄膜材料的基本概念難點(diǎn)

3、：掌握該課程學(xué)習(xí)方法2、真空技術(shù)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）； HYPERLINK /manage/instrument/InstrumentTypeSearchShow.jsp?ClassSmallID=070102&ClassSmallName=自動(dòng)氣象站 2.1真空的基本知識(shí)（1學(xué)時(shí)）（1）了解真空程度的單位；（2）理解固體對(duì)氣體的吸附及氣體的脫附；（3）掌握真空區(qū)域的劃分；重點(diǎn)：真空區(qū)域的劃分；難點(diǎn)：固體對(duì)氣體的吸附及氣體的脫附。2.2 真空的測(cè)量與獲得（1學(xué)時(shí)）（1）了解真空測(cè)量與獲得儀器的種類；（2）理解真空獲得儀器的原理；（3）掌握真空測(cè)量?jī)x器的適用范圍重點(diǎn)：真空測(cè)量?jī)x器的適用范圍；難點(diǎn)：真空

4、獲得儀器的原理；3、薄膜制備的化學(xué)方法（9學(xué)時(shí)）3.1 熱氧化生長(zhǎng)（1學(xué)時(shí)）（1）了解熱氧化生長(zhǎng)方法的概念；（2）理解熱氧化生長(zhǎng)方法的基本原理；（3）掌握熱氧化生長(zhǎng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)重點(diǎn)：熱氧化生長(zhǎng)方法的原理； 難點(diǎn)：熱氧化生長(zhǎng)方法的適用范圍。3.2 化學(xué)氣相沉積（4學(xué)時(shí)）（1）了解化學(xué)氣相沉積方法的概念；（2）理解化學(xué)氣相沉積方法的基本原理；（3）掌握化學(xué)氣相沉積方法的優(yōu)缺點(diǎn)重點(diǎn)：化學(xué)氣相沉積方法的原理； 難點(diǎn)：化學(xué)氣相沉積的適用范圍。3.3電鍍(2學(xué)時(shí))（1）了解電鍍方法的概念；（2）理解電鍍方法的基本原理；（3）掌握電鍍方法的優(yōu)缺點(diǎn)重點(diǎn)：電鍍方法的原理； 難點(diǎn)：電鍍方法的適用范圍。3.4 化學(xué)

5、鍍（1學(xué)時(shí)）（1）了解化學(xué)鍍方法的概念；（2）理解化學(xué)鍍方法的基本原理；（3）掌握化學(xué)鍍方法的優(yōu)缺點(diǎn)重點(diǎn)：化學(xué)鍍方法的原理； 難點(diǎn)：化學(xué)鍍方法的適用范圍。3.5陰極反應(yīng)沉積和LB技術(shù)（1學(xué)時(shí)）（1）了解陰極反應(yīng)沉積和LB技術(shù)的概念；（2）理解陰極反應(yīng)沉積和LB技術(shù)的基本原理；（3）掌握陰極反應(yīng)沉積和LB技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)重點(diǎn)：陰極反應(yīng)沉積和LB技術(shù)的特點(diǎn)； 難點(diǎn)：陰極反應(yīng)沉積和LB技術(shù)的適用范圍。4、薄膜制備的物理方法（6學(xué)時(shí)） 4.1 真空蒸發(fā)（1學(xué)時(shí)）（1）了解真空蒸發(fā)方法的概念；（2）理解真空蒸發(fā)方法的基本原理；（3）掌握真空蒸發(fā)方法的優(yōu)缺點(diǎn)；重點(diǎn)：真空蒸發(fā)方法的特點(diǎn)； 難點(diǎn)：真空蒸發(fā)方法的適

6、用范圍。4.2 物理濺射（2學(xué)時(shí)）（1）了解物理濺射方法的概念；（2）理解物理濺射方法的基本原理；（3）掌握物理濺射方法的優(yōu)缺點(diǎn)；重點(diǎn)：物理濺射方法的特點(diǎn)； 難點(diǎn)：物理濺射方法的適用范圍。4.3粒子束(2學(xué)時(shí))（1）了解粒子束方法的概念；（2）理解粒子束方法的基本原理；（3）掌握粒子束方法的優(yōu)缺點(diǎn)；重點(diǎn)：粒子束方法的特點(diǎn)； 難點(diǎn)：粒子束方法的適用范圍。4.4 外延生長(zhǎng)（1學(xué)時(shí)）（1）了解外延生長(zhǎng)方法的概念；（2）理解解外延生長(zhǎng)方法的基本原理；（3）掌握解外延生長(zhǎng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)；重點(diǎn)：外延生長(zhǎng)方法的特點(diǎn)； 難點(diǎn)：外延生長(zhǎng)方法的適用范圍。5、薄膜的形成與生長(zhǎng)（6學(xué)時(shí)） 5.1形核（1.5學(xué)時(shí)）（1）

7、了解形核的概念；（2）理解凝聚過程；（3）掌握成核理論；重點(diǎn)：凝聚理論； 難點(diǎn)：成核理論。5.2 薄膜的生長(zhǎng)過程（3學(xué)時(shí)）（1）了解薄膜生長(zhǎng)的幾種生長(zhǎng)模式；（2）理解薄膜的生長(zhǎng)過程；（3）掌握沉積參數(shù)對(duì)薄膜生長(zhǎng)的影響；重點(diǎn)：薄膜生長(zhǎng)過程的一般描述； 難點(diǎn)：沉積參數(shù)對(duì)薄膜生長(zhǎng)的影響。5.3 遠(yuǎn)離平衡態(tài)薄膜生長(zhǎng)（1.5學(xué)時(shí)）（1）了解遠(yuǎn)離平衡態(tài)薄膜生長(zhǎng)的基本概念； （2）理解粗糙表面的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)；（3）掌握生長(zhǎng)的簡(jiǎn)單模型；重點(diǎn)：生長(zhǎng)的簡(jiǎn)單模型；難點(diǎn)：粗糙表面的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)。6.薄膜表征（5學(xué)時(shí)）6.1薄膜厚度控制及測(cè)量（1學(xué)時(shí)）（1）了解薄膜沉積率的概念；（2）理解厚度檢測(cè)儀的工作原理；（3）掌握膜

8、厚度的測(cè)量方法；重點(diǎn)：膜厚度的測(cè)量方法6.2 薄膜組分表征（1學(xué)時(shí)）（1）了解組分表征的各種方法；（2）理解各種組分表征方法的工作原理；（3）掌握各種組分表征方法。重點(diǎn)：各種組分表征方法的適用范圍；難點(diǎn)：各種組分表征方法的工作原理。6.3 薄膜結(jié)構(gòu)表征（1學(xué)時(shí)）（1）了解結(jié)構(gòu)表征的各種方法；（2）理解結(jié)構(gòu)表征方法的工作原理；（3）掌握結(jié)構(gòu)表征方法。重點(diǎn)：各種結(jié)構(gòu)表征方法的適用范圍；難點(diǎn)：各種結(jié)構(gòu)表征方法的工作原理。6.4 原子化學(xué)鍵合表征（1學(xué)時(shí)）（1）了解原子化學(xué)鍵合表征的各種方法；（2）理解原子化學(xué)鍵合表征方法的工作原理；（3）掌握原子化學(xué)鍵合表征方法。重點(diǎn)：各種原子化學(xué)鍵合表征方法的適用范圍；難點(diǎn)：各種原子化學(xué)鍵合表征方法的工作原理。6.5薄膜應(yīng)力表征（1學(xué)時(shí)）（1）了解薄膜應(yīng)力評(píng)價(jià)表征的目的； （2）理解評(píng)價(jià)表征薄膜應(yīng)力方法的基本原理；（3）掌握評(píng)價(jià)表征薄膜應(yīng)力方法的相關(guān)技術(shù)和輸出信號(hào)意義；重點(diǎn)：掌握薄膜應(yīng)力方法表征分析手段；難點(diǎn)：理解薄膜應(yīng)力方法表征分析手段的基本原理；7.薄膜材料（3學(xué)時(shí)）（1）了解薄膜材料的使用價(jià)值；（2）掌握薄膜材料的一些力、電、半導(dǎo)體、磁特性； 重點(diǎn)：各種薄膜材料的基本概念及應(yīng)用；難點(diǎn)：掌握生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用較多薄膜的制備方法和主要應(yīng)用；四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：6次；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評(píng)成