薄膜物理
课程编码：180092080501P2001H
英文名称：Thin Film Physics
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：刘丰珍
教学目的要求
本课程是材料物理与化学二级学科的专业核心课。主要内容为薄膜材料的制备技术、薄膜科学技术物理基础、表面成核生长的热力学与动力学过程、异质外延生长和薄膜中的应力、固相晶化和固相外延、薄膜化合物生长动力学过程等。通过本课程的学习，希望学生能够掌握主要的薄膜制备技术，掌握不同技术下薄膜成核及生长过程中的热力学和动力学问题，了解基于多层薄膜系统的量子结构中的电子态特征。该课程的主要目的是为学生将来从事薄膜材料与器件相关科研工作打下基础。
预修课程
固体物理、热力学统计物理、材料科学基础
大纲内容
第一章 薄膜制备技术简述 4.0学时 刘丰珍
第1节 简述各种气相和液相制备技术
第二章 薄膜科学技术的物理基础 8.0学时 刘丰珍
第1节 表面原子结构和表面表征
第2节 表面能
第3节 固体中的扩散
第三章 表面生长热力学和动力学过程 8.0学时 刘丰珍
第1节 气体分子与固体表面相互作用的一般模式
第2节 成核长大热力学和薄膜生长模式
第3节 成核长大的动力学过程-速率方程
第4节 薄膜的非平衡生长表面
第四章 异质外延薄膜和薄膜中的应力 8.0学时 刘丰珍
第1节 异质外延和应力起源
第2节 薄膜中应力和应变的基本关系
第3节 应力作用下的扩散蠕变弛豫
第4节 异质外延层中的应变能
第5节 失配位错的弹性能
第6节 异质外延的临界厚度
第7节 应变测量
第8节 应变超晶格
第五章 非晶薄膜 5.0学时 刘丰珍
第1节 非晶薄膜的亚稳态特征
第2节 非晶薄膜的制备和晶化
第3节 固相外延
第六章 薄膜化合物形成中的动力学过程 7.0学时 刘丰珍
第1节 固溶体中的互扩散
第2节 形成金属化合物的互扩散
第3节 界面反应的作用
第4节 薄膜化合物形成中的相转变
第七章 量子结构中的电子态（选） 0.0学时 刘丰珍
第1节 量子阱、量子线、量子点中的电子态特征
第2节 基于多层薄膜系统的超晶格中的电子态特征
参考书
1、
《电子薄膜科学》
杜经宁等
1997年2月
科学出版社
2、
《薄膜生长》
吴自勤等
2013年3月
科学出版社
课程教师信息
刘丰珍，中国科学院大学材料科学与光电技术学院教授，博士生导师。研究领域为光电子薄膜材料、物理与器件，目前主要从事新型光伏材料与器件的研究。教授课程包括《半导体器件物理》、《薄膜物理》、《真空物理与技术》。