1 《薄膜材料与薄膜技术》教学大纲 课程名称：薄膜材料与薄膜技术 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Thin Film Materials and Thin Film Technology 总学时/周学时/学分：24/3/1.5 其中实验/实践学时：0 先修课程：高等数学、大学物理、材料科学基础、材料分析方法等 后续课程支撑：材料制备方法、真空技术、毕业设计等 授课时间：周一/5-7 节 授课地点：松山湖校区 6A402 授课对象：2019 金属班 开课学院：材料科学与工程 任课教师姓名/职称：李月明/副研究员 答疑时间、地点与方式：1. 通过微信、QQ、电子邮件等线上答疑；2. 习题课，安排集中答疑；3. 每次上课的课间和课后，采用一对一的问答方式。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（ ） 使用教材：唐伟忠.《薄膜材料制备原理、技术及应用》（第 2 版），冶金工业出版社； 教学参考资料：田民波著.《薄膜技术与薄膜材料》，清华大学出版社；辛煜，叶超.《固体薄膜材料与制备技术》，科学出版社；杨邦朝，王文生.《薄 膜物理与技术》，电子科技大学出版社；M.Oring. 《Material Science Of Thin Films-Deposition & Structure》世图影印版 课程简介：薄膜材料及其加工技术在航空航天、电子信息、机械工程、能源、生物医学等国民经济主要行业和领域中发挥着越来越重要的作用。本课程 主要包括薄膜制备的真空技术基础，薄膜的物理气相沉积，薄膜的化学气相沉积，薄膜的生长过程和薄膜结构，薄膜的表征方法和薄膜材料及其应用等 六部分内容。课程的开设旨在引导学生了解薄膜材料和薄膜技术的发展概况，初步掌握真空技术的相关知识和薄膜制备方法及技术体系，理解薄膜沉积 过程中工艺参数对薄膜结构、成分、内应力等的影响，掌握薄膜结构的表征方法，为薄膜材料的制备和应用研究奠定基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： C3 能够针对金属材料领域的复杂工程 C3．设计/开发解决方案：能够设计针金属材料的设
2 掌握薄膜材料的定义、分类、制备、形成过程、成分、结 构综合性能；熟悉薄膜材料沉积装备的原理及技术手段。 问题，设计满足特定需求的解决方案或 工艺流程。 计、制备、成型加工过程中所涉及的工艺、生产流 程及设备进行设计并制定开发解决方案，能够在设 计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、 法律、文化以及环境等因素。 目标 2： 掌握薄膜材料制备方法，装备的基本原理与基本操作；使 用常用物理气相沉积和化学气相沉积法，能进行简单薄膜 材料的制备。 C4 能够设计与金属材料工程专业相关 的分析、测试、检验等实验，对金属材 料工程相关的复杂工程问题进行研究， 并通过信息综合得到合理有效的结论。 C4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对金 属材料工程领域复杂工程问题进行研究，包括设计 实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出合理 有效的结论。 目标 3： 培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学 的学习态度和思想意识；养成理论联系实际、科学严谨、 认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 C6 能够分析或预测产品设计、研发和 加工过程中可能出现的问题，能够评价 金属材料工程专业工程实践和复杂工 程问题解决方案对社会、健康、安全、 法律以及文化的影响，并理解应承担的 责任。 C6. 工程与社会：能够基于金属材料与工程相关背 景知识进行合理分析，评价金属材料工程领域实践 和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法 律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1-2 绪论及薄膜制备的 真空技术基础 李月明 4 讲述大纲，介绍本课程的主要内容、上 课要求以及考核方式等内容。 线上 腾讯会议 直播课堂 目标一
3 讲述开篇绪论部分，介绍薄膜制备的真 空基础。 重点：薄膜的定义、分类。 难点：薄膜的分类，真空技术与薄膜材 料与技术的关系。 课程思政融入点：介绍薄膜材料的研究 进展，和我国在薄膜材料上的成果，并 与发达国家相比较，让学生正确意识到 我国曾在古代引导人类文明的前进，但 是目前我国与发达国家相比，科技上还 有很大差距，引出“李约瑟难题”，激 发学生的家国情怀与使命担当，鼓励同 学们勇于创新，为中华民族的伟大复兴 而努力学习奋斗。 2-3 薄膜的物理气相沉 积 李月明 5 重点：物理气相沉积方法及装备 难点：物理气相沉积镀膜原理 线上 优学院 课堂直播 课程思政作业：通 过文献检索或网络 资源查找，每人须 阅读至少十篇薄膜 材料有关的文献， 并整理制作 PPT。 （学生根据课程内 目标二
4 容 选 定 不 同 的 主 题） 4-5 薄膜的化学气相沉 积 李月明 4 重点：化学气相沉积反应的类型、气相 沉积装备和技术。 难点：化学气相沉积反应过程的热力学 和动力学。 课程思政融入点：介绍黄子卿教授的科 研经历和爱国情怀。黄子卿教授是中国 物理化学奠基人之一，在热力学、溶液 理论、电化学和生物化学等方面颇有建 树。曾以严谨的科学态度精心设计实验 装置，排除了各种可能的干扰，精确测 定了水的三相点，后被确定为国际热力 学温标的基准点，具有划时代意义。黄 先生除了坚持不懈的探索精神，其深厚 的爱国情怀更令人印象深刻。黄先生生 于外强入侵国家多灾多难的年代，在美 取得博士学位时正值日本全面侵华战争 的前夕。他不顾多人反对，毅然回到祖 国，报效国家。新中国成立后，他更不 惜余力地为中国的化学教育和科学研究 线上 优学院 课堂直播 课程思政作业：阅 读薄膜相关的文献 或书籍，继续完善 PPT。 目标二
5 工作贡献了毕生的精力。 5-6 薄膜的生长过程和 薄膜结构 李月明 4 重点：薄膜生长过程、形核理论、薄膜 结构。 难点：薄膜中的应力与薄膜附着力。 课程思政融入点：薄膜生长过程中，每 一个影响因素都会对最终薄膜的质量产 生或多或少的影响，因此在薄膜制备过 程中要严格的控制每个参数，以此为切 入点融入认真负责和刻苦钻研的工匠精 神。 线上 优学院 课堂直播 作业 目标二 6-7 薄膜的表征方法 李月明 4 重点：薄膜厚度的测量方法、薄膜结构 的表征方法。 难点：薄膜成分的测量方法。 线下 课堂讲授/ 小组讨论 目标二 8 功能薄膜材料及其 应用 李月明 3 重点：装饰功能薄膜、机械功能薄膜、 物理机械薄膜、特殊功能薄膜、材料表 面微细加工技术。 难点：特殊功能薄膜、材料表面微细加 工技术。 课程思政融入点：通过薄膜的广泛应用， 尤其是在电子计算机以及电子手表等显 线下 课堂讲授/ 小组讨论 目标三