材料科學與工程碩士

科目簡介

必修科目

納米新能源與催化（3 學分）

本課程通過講授半導體器件的基本原理，識別、表達、並通過文獻研究分析納米科技領域的複雜問題。能夠對納米科技領域複雜問題的分析結果進行可行性和合理性評估，並獲得有效結論。使學生掌握新能源器件與技術的基本知識，使用現代工具，並能理解各類現代工具的優勢和局限性，針對納米科技領域的複雜問題進行預測與模擬。課程介紹與催化劑和催化反應相關的基礎理論知識，使學生瞭解催化技術在科學研究和工業生產中的應用，以及催化劑的設計、製備、表征等相關知識與規律。著重介紹在科研和生產中常用的幾種典型催化劑的合成、性質及其作用機理，從微觀角度探討催化劑的結構與性質之間的關係。通過課堂學習與討論，培養學生以科學方法認識、分析和解決問題的能力。

微納加工及顯微表徵技術（3 學分）

本課程介紹微納加工技術和原理， 涵蓋了微納加工的基本概念，包括微納加工方法與材料科學方法，以及它們在微電子工藝技術中的應用。課程還涉及了各種微納加工工藝，例如氧化、低壓化學氣相沈積、等離子加強化學氣相沈積、熱蒸發、外延、電子束蒸發、 3D打印、離子擴散、接觸式光刻、電子束光刻、濕法刻蝕、幹法刻蝕等。此外，課程還將介紹常用的工藝檢測方法和MEMS加工技術、集成電路工藝集成技術和工藝技術的發展趨勢等。

納米材料前沿與模擬（3 學分）

本課程旨在介紹納米材料研究領域的最新進展和未來趨勢的課程。將涵蓋納米材料的基本概念和原理，包括納米尺度、量子效應、表面效應等，以及納米材料的特殊物理、化學和機械性能。課程將介紹最新的納米材料合成方法，包括物理法、化學法、生物法等，並深入討論納米材料在電子、能源、環境、生物醫學等領域的應用。此外，課程還將涉及納米材料的安全性和倫理問題，以及納米材料的研究前沿和未來發展趨勢。 通過教學使學生瞭解計算材料學和分子模擬的基本概念和基本方法，熟悉材料模擬的程式，掌握材料模擬與設計的意義、理論和基本研究方法， 了解學科的發展方向。

納米醫學與納米生物材料（3 學分）

本課程將對生物材料與納米醫學領域這一交叉研究領域的基礎知識和前沿進展進行歸納和講解，重點介紹生物材料在醫學影像學、腫瘤治療學、以及免疫工程等多個方向的應用，涉及的生物材料體系包括無機生物材料、有機高分子生物材料、納米生物醫學成像與傳感材料、以及仿生生物材料等，課程中還將介紹並討論生物材料相關領域的未來發展方向和面向臨床轉化的挑戰。

光電器件基礎（2 學分）

光電器件基礎課程是一門介紹光電器件的基本原理、分類、性能和應用的光電領域核心課程。它涵蓋了光電效應、光電器件的材料、結構、特性以及光電檢測技術等方面的知識。課程將介紹光電器件的基本原理，包括光電效應、光生伏特效應、光電導效應等，以及各種光電器件的基本結構和原理，如太陽能電池、光電器件、光電二極管等。此外，課程還將介紹光電器件的特性測量和性能評估方法，以及光電檢測技術在各個領域的應用。

半導體器件物理概論（2 學分）

半導體器件物理課程是一門介紹半導體器件的基本原理、性質和應用的專業課程。它涵蓋了半導體器件的基礎知識，包括半導體晶體結構、能帶結構、載流子輸運機制、半導體異質結等。課程將深入探討半導體器件的物理機制，包括載流子的輸運、復合、擴散和漂移等過程，以及半導體異質結的能帶結構和載流子特性。此外，課程還將介紹半導體器件的應用和設計，包括二極管、晶體管、集成電路等。

選修科目

現代顯示與照明（2 學分）

顯示屏與照明滲透在日常生活當中，例如手機、筆記型電腦、臺式電腦顯示器、電視、教室照明、家居照明等。 其中，液晶顯示器（ LCD）、無機發光二極體（ LED）、有機發光二極體（ OLED）、量子點LED（ QLED）、鈣鈦礦LED（ PeLED）被視為現代/新一代的顯示與照明技術。本課程旨在介紹各種顯示與照明技術相關的基礎科學; 簡要認識"光"的測量和各種定義，例如亮度、照度、色彩飽和度和色域的區別;介紹薄膜晶體管（ TFT）的基本工作原理及其在最先進的TFT-LCD和TFT-OLED中的應用。

有機發光材料與技術（2 學分）

本課程向學生傳授從事有機發光材料技術或者其它相關器件研究的基礎知識，包括：緒論、基礎光物理與光化學、有機電致發光原理、有機發光器件的製備與表征、有機發光器件物理、有機發光材料的結構和性能、其它有機半導體器件介紹、高新企業參觀學習。

材料專題研習（2 學分）

本課程旨在讓學生掌握材料學方面的基本概念和應用，瞭解目前納米光子学材料與器件的研究現狀、未來發展方向和面向實際應用的挑戰。重點介紹近期國際上基於新穎天然材料及超材料的研究所發展出的新概念、新原理和新應用。

現代太陽能轉化材料（2 學分）

本課程介紹太陽能轉化材料的原理、設計和應用的課程。它涵蓋了太陽能轉換的基本原理，包括光電轉換、光熱轉換和光化學轉換等。課程將詳細介紹各種太陽能轉換材料，包括晶體矽、非晶矽、化合物半導體、染料敏化太陽能電池等。學生將學習到如何設計和優化這些材料，以實現最大的太陽能轉換效率。此外，課程還將涉及到太陽能轉換系統的設計、集成和測試方法，以及太陽能轉換材料的環境影響和可持續性問題。

環境材料前沿與基礎（2 學分）

環境材料前沿與基礎課程是一門介紹環境材料的研究前沿和應用基礎的課程。它將涵蓋環境材料的基本概念和原理，包括環境材料的定義、設計原則、性能評估和應用前景等。課程將深入探討環境材料的特性，包括環境友好性、生物降解性、資源節約性、安全性和可持續性等。此外，課程還將介紹環境材料的最新研究進展和應用實例。

納米光子學前沿（2 學分）

納米光子學前沿課程是一門介紹納米光子學領域的最新研究進展和未來趨勢的課程。它將涵蓋納米光子學的基本概念和原理，包括納米光子學的基本概念、納米光子器件的設計與制造、納米光子學在信息、能源、環境、生物醫學等領域的應用等。課程將深入探討納米光子器件的設計與制造技術，包括納米光子晶體、納米光子薄膜、納米光子器件集成等。此外，課程還將介紹納米光子在信息、能源等領域的應用實例。

材料分析與表徵（2 學分）

材料分析與表徵課程是一門介紹材料分析方法和表徵技術的課程。它將涵蓋材料分析的基本原理和方法，包括 X 射線衍射、電子顯微分析、光譜分析、質譜分析、表面分析等。課程將深入探討各種材料分析方法的基本原理、實驗技術和應用實例。學生將學習到如何利用這些分析方法來研究材料的成分、結構、形態、性質和性能等方面。此外，課程還將介紹材料表征的基本概念和技術，包括形貌分析、尺寸測量、物理性能測試等。