纳米科学与技术
课程编码：180082070301P2003H
英文名称：Nanoscale Science and Technology
课时：50
学分：2.50
课程属性：专业核心课
主讲教师：江鹏
教学目的要求
纳米科学与技术是科学技术领域一门重要的专业课程。它涵盖了物理、化学、生物医学、材料以及电子学等诸多学科方面的内容。本课程的主要目标是系统介绍纳米科学与技术的科学基础与关键技术。主要包括：纳米科学的基础知识；纳米材料的结构和制备；纳米表征、观测与操纵技术以及纳米材料在新能源、催化、环境、生物医学、纳米电化学和光化学等方面的应用技术。通过本课程的学习，能使学生系统地了解纳米科学与技术的产生和发展的过程以及对未来世界的深远影响，同时掌握纳米材料的不同制备方法和结构性质表征方法，认知纳米材料特殊化学和物理特性产生的根源，为进一步推动新科学和技术的进步提供基础。
预修课程
选修此课程的学生应掌握大学物理、有机无机化学、物理和结构化学、半导体物理、生物化学和仪器分析等基础课的知识。
大纲内容
第一章 纳米科学与技术简介 2.0学时 江鹏
第1节 纳米科学与技术的概念
第2节 纳米科学与技术的发展历史
第3节 纳米科学与技术的研究对象
第4节 纳米科学与技术的研究进展和趋势
第二章 纳米材料的物理和化学制备方法 2.0学时 江鹏
第1节 纳米材料的定义和能带
第2节 纳米材料的特性
第3节 纳米材料的电学性质
第4节 纳米材料的光学性质
第5节 纳米材料的磁学性质
第6节 纳米材料的力学性质
第7节 纳米材料的热学性质
第8节 纳米材料的化学反应活性
第三章 纳米材料的制备方法 2.0学时 江鹏
第1节 纳米材料的简单分类
第2节 纳米材料制备方法的简单分类
第3节 小结
第四章 纳米材料的高分辨显微分析技术 6.0学时 江鹏
第1节 扫描隧道显微镜
第2节 原子力显微镜
第3节 扫描电子显微镜
第4节 透射电子显微镜
第5节 小结
第五章 纳米材料的结构表征方法 6.0学时 江鹏
第1节 中子散射
第2节 X-射线衍射
第六章 纳米材料的表面化学成分分析方法 6.0学时 江鹏
第1节 X-射线光电子能谱
第2节 俄歇电子能谱
第七章 纳米材料的吸收和发射光谱表征技术 3.0学时 江鹏
第1节 紫外-可见光谱
第2节 荧光光谱
第八章 纳米材料的红外和拉曼光谱表征技术 3.0学时 江鹏
第1节 红外光谱
第2节 拉曼光谱
第九章 纳米材料的电化学 10.0学时 江鹏
第1节 电化学基本概念
第2节 纳米材料的电传感
第3节 纳米材料的电催化
第4节 纳米材料的电能存储
第5节 纳米材料在电化学研究中的应用举例
第十章 纳米材料的光化学 10.0学时 江鹏
第1节 光催化基本概念
第2节 纳米材料的光传感
第3节 纳米材料的光催化
第4节 纳米材料的光电转换
第5节 纳米材料在光化学研究中的应用举例
参考书
1、
《纳米结构和材料》@《纳米半导体材料和器件》@《纳米材料和器件》@《纳电子学基础》
张立德，牟季美编著@肖奇编著@朱静编著@G. W. Hanson著侯士敏等译
2011@2013@2003@2009
科学出版社@化学工业出版社@清华大学出版社@清华大学出版社
课程教师信息
首席 江鹏研究员 国家纳米中心