材料科学与工程硕士

科目简介

必修科目

纳米新能源与催化（3 学分）

本课程通过讲授半导体器件的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析纳米科技领域的复杂问题。能够对纳米科技领域复杂问题的分析结果进行可行性和合理性评估，并获得有效结论。使学生掌握新能源器件与技术的基本知识，使用现代工具，并能理解各类现代工具的优势和局限性，针对纳米科技领域的复杂问题进行预测与模拟。课程介绍与催化剂和催化反应相关的基础理论知识，使学生了解催化技术在科学研究和工业生产中的应用，以及催化剂的设计、制备、表征等相关知识与规律。着重介绍在科研和生产中常用的几种典型催化剂的合成、性质及其作用机理，从微观角度探讨催化剂的结构与性质之间的关系。通过课堂学习与讨论，培养学生以科学方法认识、分析和解决问题的能力。

微纳加工及显微表征技术（3 学分）

本课程介绍微纳加工技术和原理， 涵盖了微纳加工的基本概念，包括微纳加工方法与材料科学方法，以及它们在微电子工艺技术中的应用。课程还涉及了各种微纳加工工艺，例如氧化、低压化学气相沈积、等离子加强化学气相沈积、热蒸发、外延、电子束蒸发、 3D打印、离子扩散、接触式光刻、电子束光刻、湿法刻蚀、干法刻蚀等。此外，课程还将介绍常用的工艺检测方法和MEMS加工技术、集成电路工艺集成技术和工艺技术的发展趋势等。

纳米材料前沿与模拟（3 学分）

本课程旨在介绍纳米材料研究领域的最新进展和未来趋势的课程。将涵盖纳米材料的基本概念和原理，包括纳米尺度、量子效应、表面效应等，以及纳米材料的特殊物理、化学和机械性能。课程将介绍最新的纳米材料合成方法，包括物理法、化学法、生物法等，并深入讨论纳米材料在电子、能源、环境、生物医学等领域的应用。此外，课程还将涉及纳米材料的安全性和伦理问题，以及纳米材料的研究前沿和未来发展趋势。 通过教学使学生了解计算材料学和分子模拟的基本概念和基本方法，熟悉材料仿真的程序，掌握材料仿真与设计的意义、理论和基本研究方法， 了解学科的发展方向。

纳米医学与纳米生物材料（3 学分）

本课程将对生物材料与纳米医学领域这一交叉研究领域的基础知识和前沿进展进行归纳和讲解，重点介绍生物材料在医学影像学、肿瘤治疗学、以及免疫工程等多个方向的应用，涉及的生物材料体系包括无机生物材料、有机高分子生物材料、纳米生物医学成像与传感材料、以及仿生生物材料等，课程中还将介绍并讨论生物材料相关领域的未来发展方向和面向临床转化的挑战。

光电器件基础（2 学分）

光电器件基础课程是一门介绍光电器件的基本原理、分类、性能和应用的光电领域核心课程。它涵盖了光电效应、光电器件的材料、结构、特性以及光电检测技术等方面的知识。课程将介绍光电器件的基本原理，包括光电效应、光生伏特效应、光电导效应等，以及各种光电器件的基本结构和原理，如太阳能电池、光电器件、光电二极管等。此外，课程还将介绍光电器件的特性测量和性能评估方法，以及光电检测技术在各个领域的应用。

半导体器件物理概论（2 学分）

半导体器件物理课程是一门介绍半导体器件的基本原理、性质和应用的专业课程。它涵盖了半导体器件的基础知识，包括半导体晶体结构、能带结构、载流子输运机制、半导体异质结等。课程将深入探讨半导体器件的物理机制，包括载流子的输运、复合、扩散和漂移等过程，以及半导体异质结的能带结构和载流子特性。此外，课程还将介绍半导体器件的应用和设计，包括二极管、晶体管、集成电路等。

选修科目

现代显示与照明（2 学分）

显示屏与照明渗透在日常生活当中，例如手机、笔记本电脑、台式计算机显示器、电视、教室照明、家居照明等。 其中，液晶显示器（ LCD）、无机发光二极管（ LED）、有机发光二极管（ OLED）、量子点LED（ QLED）、钙钛矿LED（ PeLED）被视为现代/新一代的显示与照明技术。本课程旨在介绍各种显示与照明技术相关的基础科学; 简要认识"光"的测量和各种定义，例如亮度、照度、色彩饱和度和色域的区别;介绍薄膜晶体管（ TFT）的基本工作原理及其在最先进的TFT-LCD和TFT-OLED中的应用。

有机发光材料与技术（2 学分）

本课程向学生传授从事有机发光材料技术或者其它相关器件研究的基础知识，包括：绪论、基础光物理与光化学、有机电致发光原理、有机发光器件的制备与表征、有机发光器件物理、有机发光材料的结构和性能、其它有机半导体器件介绍、高新企业参观学习。

材料专题研习（2 学分）

本课程旨在让学生掌握材料学方面的基本概念和应用，了解目前纳米光子学材料与器件的研究现状、未来发展方向和面向实际应用的挑战。重点介绍近期国际上基于新颖天然材料及超材料的研究所发展出的新概念、新原理和新应用。

现代太阳能转化材料（2 学分）

本课程介绍太阳能转化材料的原理、设计和应用的课程。它涵盖了太阳能转换的基本原理，包括光电转换、光热转换和光化学转换等。课程将详细介绍各种太阳能转换材料，包括晶体硅、非晶硅、化合物半导体、染料敏化太阳能电池等。学生将学习到如何设计和优化这些材料，以实现最大的太阳能转换效率。此外，课程还将涉及到太阳能转换系统的设计、集成和测试方法，以及太阳能转换材料的环境影响和可持续性问题。

环境材料前沿与基础（2 学分）

环境材料前沿与基础课程是一门介绍环境材料的研究前沿和应用基础的课程。它将涵盖环境材料的基本概念和原理，包括环境材料的定义、设计原则、性能评估和应用前景等。课程将深入探讨环境材料的特性，包括环境友好性、生物降解性、资源节约性、安全性和可持续性等。此外，课程还将介绍环境材料的最新研究进展和应用实例。

纳米光子学前沿（2 学分）

纳米光子学前沿课程是一门介绍纳米光子学领域的最新研究进展和未来趋势的课程。它将涵盖纳米光子学的基本概念和原理，包括纳米光子学的基本概念、纳米光子器件的设计与制造、纳米光子学在信息、能源、环境、生物医学等领域的应用等。课程将深入探讨纳米光子器件的设计与制造技术，包括纳米光子晶体、纳米光子薄膜、纳米光子器件集成等。此外，课程还将介绍纳米光子在信息、能源等领域的应用实例。

材料分析与表征（2 学分）

材料分析与表征课程是一门介绍材料分析方法和表征技术的课程。它将涵盖材料分析的基本原理和方法，包括 X 射线衍射、电子显微分析、光谱分析、质谱分析、表面分析等。课程将深入探讨各种材料分析方法的基本原理、实验技术和应用实例。学生将学习到如何利用这些分析方法来研究材料的成分、结构、形态、性质和性能等方面。此外，课程还将介绍材料表征的基本概念和技术，包括形貌分析、尺寸测量、物理性能测试等。