信息功能材料与器件专业介绍
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开设的主要专业课程:材料热力学、固体材料学、器件物理、纳米电子学、信息存储与显示、计算物理、扫描隧道显微学、薄膜物理与技术、高等结构分析、固体电子谱与离子谱等。
21世纪是以信息产业为核心的知识经济时代。
随着信息技术向数字化、网络化的迅速发展,超大容量信息传输、超快实时信息处理和超高密度信息存储已成为信息技术追求的目标。
信息的载体正由电子向光电子结合和光子方向发展;与此相应,信息材料也从体材料发展到薄层、超薄层微结构材料,并正向光电信息功能集成芯片和有机/无机复合材料以及纳米结构材料方向发展。
历史发展表明,信息功能材料是信息技术发展的基础和先导;没有硅材料和硅集成芯片的问世,就不会有今天微电子技术;没有光学纤维材料的发明,砷化镓材料的突破,超晶格、量子阱材料的研制成功,以及半导体激光器和超高速器件的发展,就不会有今天先进的光通信、移动通信和数字化高速信息网络技术;可以预料,基于量子效应的纳米信息功能材料的发展和应用,人类必将进入一个变幻莫测、奇妙无比的量子世界,必将彻底地改变世界政治、经济格局和军事对抗形式,也将对人类的生产和生活方式产生深远的影响。
信息功能材料与器件是一个科学内涵极丰富、创新性极强、应用前景极广阔、社会经济效益巨大的领域,极有可能触发新的信息技术革命。
建议将下述关键信息功能材料与器件研发内容,列入国家中长期科学与技术发展规划,给以重点支持,符合国家长远利益和国家发展战略。
(1)微纳电子材料和器件:微纳电子材料和器件是信息产业的基础和核心,它的发展对带动我国相关产业实现技术跨越,提升我国经济和产业的国际竞争力,实现我国经济社会的可持续发展和保障国家安全等都有着不可替代的作用。
研究内容主要包括:ULSI用12-18英寸硅晶片和外延材料,SOI材料,高K和低K介质,金属互连,框架、封装材料以及基于纳米特征尺度的超大规模集成电路设计和集成芯片制造技术等。
(2)光电子材料与器件:光电子材料和器件是光通信、移动通信和高速信息网络的基础,它的发展和应用将极大地提高人民的生活质量,并对保障国家安全,提升我国高技术产业的国际竞争力具有至关重要作用。
硕士先进功能材料与器件就业随着科技的不断进步和社会的发展,先进功能材料与器件在各个领域中扮演着重要的角色。
硕士先进功能材料与器件专业的学生,具备了深厚的理论和实践基础,将在就业市场中拥有广阔的发展前景。
先进功能材料与器件涵盖了多个学科领域,包括材料科学与工程、电子科学与技术、物理学等。
这意味着硕士先进功能材料与器件专业的毕业生可以在多个领域找到就业机会。
以下将从三个方面介绍该专业的就业前景。
硕士先进功能材料与器件专业的毕业生可以选择在科研机构或大学从事科研工作。
他们在学习期间积累了丰富的科研经验,具备了独立开展科研项目的能力。
他们可以参与国家级或地方级的科研项目,研究先进功能材料与器件的新技术和新应用,推动科学技术的发展。
同时,在大学任教也是一个不错的选择,他们可以将自己的知识传授给学生,培养更多的人才。
硕士先进功能材料与器件专业的毕业生也可以选择在工业界就业。
随着科技的进步和产业的发展,先进功能材料与器件在工业生产中扮演着重要的角色。
毕业生可以在电子、光电、能源等领域的企业或研发中心工作,从事新材料的研发、生产和应用工作。
例如,他们可以研发新型的太阳能电池、柔性显示屏、高性能电子元件等,为工业界的创新和发展做出贡献。
硕士先进功能材料与器件专业的毕业生还可以选择创办自己的企业或参与创业项目。
他们在学习期间不仅学到了专业知识,还培养了创新思维和团队合作能力。
他们可以将自己的创新想法转化为商业化的产品,开拓市场,实现自己的创业梦想。
同时,他们还可以参与创业团队,与其他有创业激情的人一起合作,共同打造有竞争力的企业。
硕士先进功能材料与器件专业的就业前景广阔。
毕业生可以选择在科研机构或大学从事科研工作,参与国家级或地方级的科研项目;也可以选择在工业界从事材料研发、生产和应用工作,推动工业的创新和发展;还可以选择创办自己的企业或参与创业项目,实现自己的创业梦想。
无论选择哪条道路,毕业生都将发挥自己的专业知识和技能,为社会的进步和发展做出贡献。
电子信息材料专业方向介绍电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型电子元器件领域中所用的材料,主要包括微电子材料、光电子材料、传感材料、磁性材料、电子陶瓷材料等,它们支撑着通信、计算机、信息家电和网络技术等现代信息产业及航空、航天、精确制导、灵巧武器等领域的发展。
电子信息材料属于国家高新技术领域,在现代国防、现代经济和国计民生领域起着举足轻重的作用,是多种边缘学科和重大产业的重要支柱,是现代电子学、电子工业、现代信息技术的坚实基础。
微电子材料、光电子材料等功能材料是国家“十五”规划的重点发展方向,也是国际上迅猛发展的领域。
众所周知,以英美联军发起的伊拉克战争仅用20天时间就获得了全面胜利,靠的就是高科技,伊拉克战争实质上是一场材料战和信息战,而电子信息材料在这个领域起着决定性作用。
电子信息材料是发展电子信息产业的先导和基础。
以单晶硅为代表的第一代半导体材料是集成电路产业的基础。
1948年发明了晶体管,1960年集成电路问世,1962年出现第一代半导体激光器,导致了电子技术、光电子技术革命,产生了半导体微电子学与半导体光电子学,有力地推动了计算机、通讯技术发生根本改变。
光电子技术是现代信息技术的基石,21世纪是光电子时代。
以砷化镓、磷化铟等化合物为代表的第二代半导体材料是新型激光器和光探测器用材料。
半导体发光二极管的出现,其意义不亚于爱迪生发明白炽灯。
半导体灯小巧可靠、寿命长,驱动电压低,发光效率高。
它可以发出赤橙黄绿青蓝紫等的全彩色光和白色,它占尽了照明灯、指示灯的全部优点。
半导体光照明的主体材料主要是第二代、第三代半导体材料,特别是第三代半导体材料氮化镓,它是唯一能发出蓝光和白光的材料。
磁性材料、电子陶瓷材料广泛应用于计算机、通信、航空等各个领域,是新型器件的基础材料。
本专业以微电子、光电子及新型元器件用半导体材料和磁性材料为主导。
使学生掌握电子信息材料的基本性能、制备工艺、材料质量与器件性能间关系的基础理论、工程技术、实验技能和研究技能,能在材料科学与工程领域从事科学研究与教学、工程设计、技术开发、技术改造、质量控制及经营管理等方面的工作,培养适应市场经济发展的高层次、高素质、全面发展的科研、教学、工程技术及经营管理人才。
光电信息材料与器件专业光电信息材料与器件专业是一门研究光电信息材料及其应用的学科,它涉及到光学、电子学、材料学等多个学科的交叉与融合。
光电信息材料与器件专业的发展与应用,对于现代科技的进步和社会的发展具有重要意义。
随着信息技术的飞速发展,光电信息材料与器件在通信、显示、能源、储存等领域扮演着重要的角色。
特别是在通信领域,光电信息材料与器件的应用已经成为提高通信速度和质量的重要手段。
光纤通信作为一种重要的通信方式,离不开光电信息材料与器件的支持。
光纤是一种将光信号转化为电信号或将电信号转化为光信号的器件。
光电信息材料与器件的研究与应用,可以提高光纤通信的传输速度和容量,实现更高效的数据传输和通信。
除了通信领域,光电信息材料与器件在显示、能源以及储存等领域也有广泛的应用。
在显示领域,光电信息材料与器件可以实现高分辨率、高亮度的显示效果,提供更好的视觉体验。
在能源领域,光电信息材料与器件可以实现太阳能的高效转换,提高能源利用效率。
在储存领域,光电信息材料与器件可以实现高密度、高速度的数据存储,满足日益增长的数据存储需求。
光电信息材料与器件专业的学习和研究需要掌握光学、电子学、材料学等多个学科的知识。
在光学方面,需要了解光的基本性质、光的传播和调控等知识。
在电子学方面,需要了解电子的基本性质、电子器件的设计和制备等知识。
在材料学方面,需要了解材料的基本性质、材料的制备和表征等知识。
通过掌握这些知识,可以深入研究光电信息材料与器件的性能和应用。
光电信息材料与器件专业的学习和研究还需要进行实验和实践。
通过实验,可以验证理论知识,了解光电信息材料与器件的性能和特性。
通过实践,可以掌握光电信息材料与器件的制备和调控技术,提高实际应用能力。
同时,还需要进行科研工作,积累科研经验,推动光电信息材料与器件的发展和应用。
光电信息材料与器件专业的毕业生可以在科研机构、高新技术企业、通信公司等单位就业。
他们可以从事光电信息材料与器件的研究、开发和应用工作,推动光电信息技术的发展和应用。
功能材料专业功能材料专业是一门涉及材料物理、化学、工程等多个学科的综合性专业,其研究的重点是利用材料的特殊性能和功能,设计和制备具有特定功能的材料。
功能材料具有特殊的物理、化学、电子、光学等性能,可以应用于电子器件、传感器、催化剂、能源材料等领域,对于现代科技和工业的发展具有重要意义。
首先,功能材料专业的学生需要掌握材料科学和工程的基础知识,包括材料结构、性能、加工制备等方面的知识。
他们需要了解不同材料的特性和应用,掌握材料分析测试的方法和技术,具备材料设计和制备的能力。
在学习过程中,学生需要通过理论学习和实践操作,掌握材料科学和工程的基本理论和技能,为未来从事功能材料研究和应用奠定基础。
其次,功能材料专业的学生需要具备跨学科的能力和视野。
功能材料的研究涉及多个学科领域,需要学生具备跨学科的知识和技能,能够综合运用物理、化学、材料科学等多个学科的知识,进行材料的设计、制备和应用。
学生需要具备良好的跨学科思维能力和创新能力,能够解决复杂的材料科学和工程问题。
另外,功能材料专业的学生需要关注材料的应用和产业发展。
功能材料的研究不仅仅停留在实验室阶段,更重要的是将研究成果转化为实际的应用和产品。
学生需要了解材料在电子、光电、能源、环境等领域的应用需求,关注材料产业的发展趋势,为未来的科研和创新奠定基础。
最后,功能材料专业的学生需要具备国际化的视野和竞争力。
随着全球化的发展,材料科学和工程已经成为国际性的学科领域,学生需要具备国际化的视野和竞争力,能够在国际舞台上进行学术交流和合作。
学生需要具备良好的英语水平和跨文化交流能力,了解国际材料科学和工程的最新发展动态,为未来的国际合作和交流做好准备。
综上所述,功能材料专业是一门前沿的综合性专业,对学生的综合素质和能力提出了较高的要求。
学生需要掌握材料科学和工程的基础知识,具备跨学科的能力和视野,关注材料的应用和产业发展,具备国际化的竞争力,才能在功能材料领域取得更好的发展和成就。
功能材料专业
功能材料专业是一门以功能材料研发、制备和应用为主要内容的专业。
功能材料是指具有特定功能或性能的材料,可以满足特定工程或技术应用的需要。
功能材料在科学、工程和技术领域中发挥着重要作用,包括在能源、电子、医疗、环境保护、航空航天等领域。
功能材料专业的学生需要掌握材料科学的基本理论和实验技能,并在此基础上深入研究功能材料的制备、表征和应用。
该专业涵盖了材料结构与性能、材料设计与制备、材料表征与测试、功能材料应用等多个方面的内容。
功能材料专业的培养目标包括以下几个方面:
1.基础理论知识:学生需要掌握材料科学的基本理论知识,包
括材料结构与性能、固体物理与化学等方面的内容。
2.实验技能:学生需要具备基本的实验技能,能够进行功能材
料的制备、表征和测试,并能够分析和解释实验结果。
3.研究能力:学生需要培养良好的科研素养,能够进行科学研究,解决实际问题,并具备独立进行科研工作的能力。
4.创新能力:学生需要培养创新思维,能够针对实际问题提出
新的解决方案,并具备实施创新的能力。
5.工程实践能力:学生需要具备一定的工程实践能力,能够将
学到的理论知识应用到实际工程中,并解决实际问题。
功能材料专业的就业前景广阔。
近年来,功能材料在能源、电子、医疗等领域得到了广泛应用,并产生了巨大的经济效益和社会效益。
因此,毕业生可以在科研院所、大型企业、高新技术公司、政府部门等单位就业,从事功能材料的研发、制备和
应用工作。
同时,也可以选择继续深造,攻读硕士、博士学位,从事教育科研工作或从事高级技术人员的培养。
光电信息材料与器件专业光电信息材料与器件专业是一门涉及光电材料和光电器件的学科,主要研究光电材料的性能和应用以及光电器件的设计、制备和应用。
本文将从光电信息材料和光电器件两个方面进行介绍和探讨。
光电信息材料是指具有特殊光电性能的材料,包括光学、电学和磁学等方面的性能。
光电信息材料的研究重点是开发新型材料,改善材料的性能,并实现其在光电器件中的应用。
目前,常见的光电信息材料包括光电半导体材料、光学功能材料和光电陶瓷材料等。
光电半导体材料是光电信息材料中的重要组成部分,具有特殊的光电特性。
常见的光电半导体材料有硅、锗、砷化镓、磷化镓等。
这些材料在光电器件中广泛应用,如太阳能电池、光电传感器和光通信器件等。
通过对光电半导体材料的研究,可以改善材料的光电特性,提高器件的效能。
光学功能材料是另一类重要的光电信息材料,具有特殊的光学性能。
这些材料可以通过改变光的传播和调控光的波长等方式实现光电器件的功能。
目前,光学功能材料在光通信、光储存和光显示等领域得到广泛应用。
例如,光纤通信系统中的光纤材料、液晶显示器中的液晶材料以及光存储器中的光敏材料等。
光电陶瓷材料是一种特殊的光电信息材料,具有高温稳定性和优异的光电性能。
这些材料通常是由光电功能材料和陶瓷基质组成,具有特殊的结构和性能。
光电陶瓷材料在高温环境中具有良好的稳定性,可在高温条件下工作。
光电陶瓷材料在光电器件中应用广泛,如高温太阳能电池、高温光纤传感器和高温光通信器件等。
光电器件是光电信息材料的应用载体,是将光电信息材料转化为实际应用的关键组成部分。
光电器件的设计和制备是光电信息材料与器件专业的核心内容之一。
光电器件包括光电传感器、光电调制器、光电存储器、光电调制器等。
这些器件通过改变光的强度、波长或相位等方式实现光电信号的检测、调制和存储等功能。
光电器件的设计和制备需要光电信息材料的支持,同时也需要掌握一定的制备工艺和装备。
例如,在太阳能电池的制备过程中,需要选取合适的光电半导体材料和优化器件的结构,同时还需要掌握先进的制备工艺,如溅射、化学气相沉积和激光刻蚀等。
功能材料专业功能材料专业是一门涉及材料科学与工程、化学工程、物理学等多个领域知识的综合性专业。
在当今社会,功能材料的研究和应用已经成为了科技发展的重要方向,因此功能材料专业的培养也显得尤为重要。
首先,功能材料专业的学生需要具备扎实的材料科学与工程基础知识。
材料科学与工程是功能材料专业的核心学科,学生需要掌握材料的结构、性能、加工工艺等方面的知识。
只有建立在扎实的基础之上,才能更好地理解和应用功能材料的相关理论和技术。
其次,功能材料专业的学生需要具备跨学科的综合能力。
功能材料的研究往往涉及多个学科领域,比如化学、物理、生物等。
因此,学生需要具备跨学科的综合能力,能够灵活运用不同学科的知识和方法来解决实际问题。
此外,功能材料专业的学生需要具备创新意识和实践能力。
功能材料的研究和应用需要不断地进行创新,因此学生需要培养自己的创新意识,能够提出新的理论和方法。
同时,学生还需要具备实践能力,能够独立设计和进行实验,分析实验数据并得出结论。
另外,功能材料专业的学生还需要具备良好的团队合作精神。
功能材料的研究往往需要多个学科的交叉合作,学生需要能够与不同背景的人合作,共同完成研究任务。
因此,学生需要具备良好的沟通能力和团队合作精神,能够有效地与他人合作,共同完成研究任务。
最后,功能材料专业的学生还需要具备较强的实践能力。
功能材料的研究和应用往往需要进行大量的实验和测试工作,因此学生需要具备较强的实验技能和操作能力,能够熟练地使用各种实验设备和仪器,进行准确可靠的实验操作。
总的来说,功能材料专业是一门综合性较强的专业,学生需要具备扎实的基础知识、跨学科的综合能力、创新意识和实践能力、良好的团队合作精神以及较强的实验能力。
只有具备了这些能力,才能在功能材料领域取得更好的成绩,为社会的发展做出更大的贡献。
功能材料专业有哪些优点_功能材料专业好不好功能材料专业有哪些优点与科技前沿接轨:功能材料专业注重学生对新材料的研究和应用。
随着科技的不断进步,新的功能性材料不断涌现,学生将接触到最新的科研成果和技术发展方向,与科技前沿保持接轨。
实用性强:功能材料专业的目标是解决实际问题和应用需求。
学生通过学习与实践,掌握各种功能材料的制备、表征和应用方法,为解决现实生产和科研问题提供实用解决方案。
跨学科的知识体系:功能材料专业涉及多个学科领域,包括材料科学、化学、物理学等。
学生将学习多学科知识,培养综合分析和解决问题的能力,有利于创新性研究和跨学科合作。
科研和开发能力培养:功能材料专业注重培养学生的科研和开发能力。
学生将学习科学研究的方法和技巧,参与科研项目和实验室实践,培养创新思维和科学研究能力。
市场竞争潜力大:功能材料广泛应用于众多领域,如电子、光电子、能源、医药等。
功能材料专业的毕业生具备应用研发能力,能够满足不同行业的需求,具有很大的市场竞争潜力。
功能材料专业的设立目的培养功能材料研究与开发人才:功能材料专业旨在培养具备功能材料研究与开发能力的人才,为工业领域和科研机构提供专业技术支持。
推动新材料的研究与应用:功能材料专业注重培养学生对新材料的研究和应用。
学生将学习各类功能材料的制备、表征和性能调控技术,推动新材料的研发和工业化应用。
解决工程与科研问题:功能材料专业培养学生解决工程和科研问题的能力。
学生将学习材料的性能改善和功能设计方法,为实际工程和科研项目提供可行的材料解决方案。
功能材料专业就业方向学生毕业后可以在新能源材料与器件、微电子和光电子材料和器件、纳米材料和技术等领域从事研究开发、工程设计、经营管理等方面工作。
功能材料专业毕业生还可在橡胶、塑料、树脂及化纤产品生产加工企业从事相关产品的生产研发、工艺设计、设备管理、原料采购与产品销售等;材料检验机构从事材料测试、检验与管理;材料测试仪器及设备公司从事销售、安装、调试与技术支持;通过公务员考试进入商检局、质量检验局、海关等机构从事专业管理工作。
功能材料专业介绍
功能材料专业介绍:
功能材料专业是指研究和开发具有特定功能的材料的学科。
它涉及多个学科领域,包括物理学、化学、材料科学、工程学等。
功能材料具有特殊的物理、化学、电学、光学、磁学、热学等性质,能够实现特定的功能或应用。
功能材料专业的学习内容包括材料的合成、制备、表征和性能测试等方面。
学生将学习各种材料的制备方法和工艺,如陶瓷、金属、有机聚合物等;学习材料的性能测试方法,比如力学性能测试、热学性能测试、电学性能测试等;学习材料结构与性能之间的关系,以及不同材料的特殊功能和应用。
功能材料专业的毕业生可以在多个领域就业,包括能源领域、电子领域、光电子领域、生物医学领域等。
他们可以从事新材料的研发工作,开发具有特定功能的材料,如太阳能电池材料、光纤材料、生物材料等;他们还可以从事材料的生产和加工工作,改善材料的性能和工艺,提高生产效率和产品质量。
功能材料专业的就业前景较好,随着科技的发展和社会的进步,对功能材料的需求将不断增加。
通过创新和技术突破,功能材料专业的毕业生可以为社会提供更高性能的材料产品,推动社会的发展和进步。
功能材料专业怎么样功能材料专业介绍功能材料专业培养具有材料科学与工程、生物学和医学等领域的相关知识,掌握生物材料的基础和专业知识,能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理,并且具有强的计算机能力、外语能力、获取信息和使用信息能力,身心健康、素质优良、有创新精神的综合型高级技术人才。
功能材料专业主要课程本专业开设的主要课程有生物化学、分子生物学、生物医学工程、高分子化学、高分子物理、生物医学材料学、生物材料制备与加工、生物材料综合实验、生物医用高分子改性、组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子、环境材料基础等课程。
功能材料专业毕业后具备的能力培养目标国家将生命科学和新材料科学列为21世纪重点发展的领域,而生物材料学作为生命科学和材料科学的前沿性交叉学科,更是优先发展的重点。
生物功能材料专业是根据社会发展的需要,特别是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的新专业。
本专业培养具有材料科学与工程、生物学和医学等领域的相关知识,掌握生物材料的基础和专业知识,能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。
培养要求本专业要求掌握材料学、生物学和医学等学科的基础知识和基本理论,特别是有高分子材料科学与工程、生物医学工程的知识。
具有从事生物材料和生物医学工程方面的教学与科研工作的能力。
具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,注重与当前科学研究的前沿热点相结合,了解其科学前沿及发展趋势。
功能材料专业就业方向功能材料专业毕业生可从事研究院所、设计院、大专院校和企事业单位工作。
功能材料专业就业前景功能材料专业是材料学、生物学和医学等学科领域的跨学科专业,主干学科有高分子材料科学与工程、生物医学工程。
主要从事生物材料和生物医学工程方面的教学与科研工作。
信息功能材料与器件课题组简介21世纪是信息技术高速发展的时代,由于高速度、大容量、海量存储等信息科技发展的需求,传统的微电子正逐步被光电子所替代,现代科技正向光电信息科学与技术高速迈进,相应地光电子材料与器件作为光电科技发展的基础和支撑也得到了世界众多国家的广泛关注,成为科技革命频发的领域。
目前我国已把光电子材料与器件作为新材料领域的战略性新兴产业优先发展,为培养专业化高技术人才,2010年经教育部批准在以哈工大为首的五所高校设立了“光电子材料与器件”本科专业,2012年与其他专业经教育部批准统一合并为“光电信息科学与工程”专业。
以此为基础,哈尔滨工业大学光电信息科学系在赵连城院士和诸位老师的努力下于2013年12月正式成立。
在赵院士的带领下,信息功能材料与器件课题组目前已形成并拥有一支师资实力较强,年龄和知识结构基本合理、具有富于创新精神和实际经验的教学科研队伍,其中包括:院士2人(兼职1人),教授博士生导师6人(兼职2人),可培养光电信息科学与工程专业本科生、硕士生和博士研究生,拥有学士、硕士、博士学位授予权,并设有博士后流动站。
研究团队从最初的红外探测材料研究已拓展形成发光材料与量子器件、光电转换材料与量子器件、特种光纤与器件、信息存贮材料与器件和有机荧光材料与分子荧光探针五大研究方向。
实验室面积达1500平方米,拥有包括购自法国Riber公司两套分子束外延系统在内的先进材料制备技术、性能测试、评价和分析设备20余台套,部分设备属于国内领先、多数设备具有国际先进水平,总价值达3260余万元,先后承担国家863、973、国家自然科学基金及部委项目30余项,已获科研经费4000余万元;曾获国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖励8项,专利20项;发表论文800余篇、出版著作10部;培养博士研究生50人、硕士45人、博士后8人。
为我国光电信息科学技术与工程应用作出了突出的贡献。
功能材料专业学什么功能材料专业是一门兼具理论与实践的学科,其主要研究对象为具备特定功能的材料,例如半导体材料、电子材料、光学材料、磁性材料等。
本文将介绍功能材料专业的学习内容和相关知识。
学习内容1. 材料科学与工程基础功能材料专业的学习首先需要掌握材料科学与工程的基础知识。
这包括材料的组成与结构、材料的物理、化学和力学特性等方面的知识。
通过学习这些基础知识,学生能够对不同材料的性能有一个系统的理解,为后续的专业学习打下坚实的基础。
2. 功能材料的设计与合成功能材料专业的核心内容之一是功能材料的设计与合成。
学生需要学习不同功能材料的设计原理和合成方法。
例如,学生需要了解半导体材料的能带结构和导电性,学习金属材料的合金设计和冶金工艺等。
这些知识将帮助学生理解不同功能材料的特性,为实际应用提供一定的技术支持。
3. 功能材料的性能测试与分析功能材料的性能测试和分析是该专业学习的重要内容之一。
学生需要学习各种材料性能测试的方法和仪器,掌握常见材料性能参数的测试和分析技术。
例如,学生需要学习材料的电学、光学、磁学等性能测试方法,以及材料的力学性能测试方法等。
通过这些学习,学生将能够对不同材料的性能进行全面的测试和分析。
4. 功能材料的应用与发展功能材料专业的学习也包括对功能材料应用和发展的研究。
学生需要了解不同功能材料的应用领域和潜在的发展方向,深入探索功能材料在电子、能源、生物医学等领域中的应用。
同时,学生还需要关注功能材料领域的最新研究进展,了解功能材料的前沿技术和未来发展趋势。
相关知识除了以上主要的学习内容外,功能材料专业的学生还需要具备以下相关知识:•物理学和化学的基础知识,包括力学、电磁学、热学、量子力学、有机化学、无机化学等;•材料分析与表征方法,包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析等;•材料制备技术,包括溶胶凝胶法、薄膜制备技术、纳米材料制备技术等;•材料工程的基本原理,包括材料的选择与设计、材料的成型工艺等。
新型电子信息功能材料与器件的性能特点材料是由一种化学物质为主要成分,并添加一定的助剂作为次要成分所组成的,可以在一定温度和压力下使之熔融,并在模具中塑制成一定形状(在某些特定的场合,也包括通过溶液、乳液、溶胶——凝胶等等形成的成型),冷却后在室温下能保持既定形状,并可在一定条件下使用的制品,其生产过程必须实现最高的生产率,最低的原材料成本和消耗,最少地产生废物和环境污染物,并且其废弃物可以回收再利用。
电子器件的特点:1、产品门类多,品种繁杂。
仅根据原电子部编制的电子产品分类和编码统计,电子元器件除集成电路以外的产品就有206个大类2519个小类,其中电真空器件13大类260个小类;半导体分立器件(包括激光、光电子器件等)18大类379小类;电子元件17个专业,161大类1284小类。
电子材料有14大类596小类。
2、这是一个高度专业和多学科的集合。
生产工艺和生产设备、检测技术和设备存在很大差异。
这不仅是电真空器件、半导体器件和电子元件之间的区别,也是各行业主要类别甚至子类别之间的区别。
例如,不同的显示设备、不同的组件,即不同的电容器、电阻器和敏感元件也不同。
当然,类似的产品在不同的阶段需要不同的生产技术和方法,因此,电子元器件有一条生产线,一代元器件产品就是一代生产线;一些专业生产多层印制电路板的企业每年都需要增加新设备。
3、成套性和成系列。
这是由整机的电子线路、频段和频率特性、精度、功能、功率、储存和使用的条件及环境、使用寿命的要求来决定的。
4、投资强度变化较大,不同时期变化较大,特别是生产规模、产品产量、生产条件和生产环境要求。
其中,高科技、需要规模化生产的产品投资规模比“八五”期间增加了一个数量级,往往达到1亿美元,最低的是5000万美元;其他产品虽然技术难度也高,但产量有限,设备自动化程度低,投资强度小得多。
5、每个电子元件及其行业都有其不同的发展规律,但它们与电子机械和系统的发展密切相关,包括电子技术、整机结构和电气组装技术的发展。
开设的主要专业课程:
材料热力学、固体材料学、器件物理、纳米电子学、信息存储与显示、计算物理、扫描隧道显微学、薄膜物理与技术、高等结构分析、固体电子谱与离子谱等。
21世纪是以信息产业为核心的知识经济时代。
随着信息技术向数字化、网络化的迅速发展,超大容量信息传输、超快实时信息处理和超高密度信息存储已成为信息技术追求的目标。
信息的载体正由电子向光电子结合和光子方向发展;与此相应,信息材料也从体材料发展到薄层、超薄层微结构材料,并正向光电信息功能集成芯片和有机/无机复合材料以及纳米结构材料方向发展。
历史发展表明,信息功能材料是信息技术发展的基础和先导;没有硅材料和硅集成芯片的问世,就不会有今天微电子技术;没有光学纤维材料的发明,砷化镓材料的突破,超晶格、量子阱材料的研制成功,以及半导体激光器和超高速器件的发展,就不会有今天先进的光通信、移动通信和数字化高速信息网络技术;可以预料,基于量子效应的纳米信息功能材料的发展和应用,人类必将进入一个变幻莫测、奇妙无比的量子世界,必将彻底地改变世界政治、经济格局和军事对抗形式,也将对人类的生产和生活方式产生深远的影响。
信息功能材料与器件是一个科学内涵极丰富、创新性极强、应用前景极广阔、社会经济效益巨大的领域,极有可能触发新的信息技术革命。
建议将下述关键信息功能材料与器件研发内容,列入国家中长期科学与技术发展规划,给以重点支持,符合国家长远利益和国家发展战略。
(1)微纳电子材料和器件:微纳电子材料和器件是信息产业的基础和核心,它的发展对带动我国相关产业实现技术跨越,提升我国经济和产业的国际竞争力,实现我国经济社会的可持续发展和保障国家安全等都有着不可替代的作用。
研究内容主要包括:ULSI用12-18英寸硅晶片和外延材料,SOI材料,高K和低K介质,金属互连,框架、封装材料以及基于纳米特征尺度的超大规模集成电路设计和集成芯片制造技术等。
(2)光电子材料与器件:光电子材料和器件是光通信、移动通信和高速信息网络的基础,它的发展和应用将极大地提高人民的生活质量,并对保障国家安全,提升我国高技术产业的国际竞争力具有至关重要作用。
大直径(6-8英寸)GaAs、InP单晶和片材规模生产、制备技术,GaAs、InP基为代表的Ⅲ-V族化合物半导体微结构材料、器件和集成芯片批量制造技术,硅基高效发光材料和硅基混合光电集成芯片材料与电路以及有机半导体光电子材料与器件的研发等为主要研发内容。
(3)第三代(高温宽带隙)半导体材料与器件:以氮化镓和碳化硅等为代表的第三代半导体材料,以其优异的物理和化学性能在国防、航空、航天、石油勘探、
光存储、显示以及白光照明等领域有着重要应用前景,市场潜力巨大。
主要研究内容包括:GaN衬底和GaN基异质结构材料、器件与电路制备技术;大尺寸、无微管缺陷的SiC单晶和异质外延材料制备和器件开发研究;单晶金刚石薄膜生长和N型掺杂;ZnO基单晶、单晶薄膜制备和P型掺杂;大失配异质结构材料体系柔性衬底理论与制备技术等。
(4)纳米电(光)子材料和器件:基于量子尺寸效应、量子干涉效应,量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维结构是一种人工设计、制造的新材料,是新一代量子器件的基础。
这类量子器件以其固有的超高速、超高频(1000GHz)、高集成度(1010电子器件/cm2),高效低功耗和极低阈值电流(亚微安)、极高量子效率、极高增益、极高调制带宽、极窄线宽和高的特征温度以及微微焦耳功耗等特点在未来的纳米电子学、光子学和量子计算与密码通信等方面有着极其重要应用背景,极有可能触发新的技术革命。
探索、建立高效、快速的原子级无损伤加工方法和纳米结构的自组装可控生长及其评价技术,实现无缺陷纳米结构的生长;研制单电子器件、单光子光源、量子点激光器、探测器和量子点光放大器和自旋电子器件,探索其功能集成与应用;固态量子比特构筑及其应用等,是目前研发的主要内容。
(5)海量存储材料与器件:虽然磁记录材料仍是目前最重要的信息存储材料,但预计到2006年,磁材料中磁记录单元(磁晶)的尺寸将达到其记录状态的物理极限。
GaN基蓝、紫光激光器件的出现,加快了光存储技术的发展,然而,光存储技术的面密度也已接近光学衍射极限;因而寻求发展基于新原理的新型海量存储、三维光存储材料、器件与系统;全息存储和近场光存储技术以及光学烧孔和STM热化学烧孔存储技术等,已成为目前国际研发的热点。
(6)平面显示材料、器件与系统集成:大屏幕、高清晰度显示材料、器件与系统,如有机料、纳米碳管等平面显示,我国有一定基础。
(7)全固态激光材料和激光技术:全固态激光器是人工晶体与大功率量子阱泵浦激光器结合的产物,在全色显示、激光加工、三维光存储、光刻、医疗、激光核聚变、激光同位素分离、激光武器、激光制导灵巧炸弹、激光雷达等方面有着重要的应用前景,经济和社会效益巨大。
大直径、高光学质量激光晶体,非线性光学晶体批量生产和晶片制备与高损伤阈值光学镀膜关键技术;大功率半导体激光材料,特别是无铝半导体激光材料,激光器、列阵与光纤模块批量生产技术;大功率全固态红、蓝、绿(RGB)激光器和RGB激光显示技术以及基于全固态激光的高功率激光器,如激光核聚变、激光武器和激光加工等;紫外、深紫外非线性光学晶体与紫外、深紫外光刻光源等是目前国际研发的重点领域。
(8)半导体照明工程―――照明光源的革命:上世纪90年代初中期,GaN基
蓝、紫光料,特别是P型掺杂技术的突破,为全固态全色显示和白光照明技术的迅速发展,打下了科学与技术基础。
目前,高亮度GaN基蓝、绿光二极管(LED)已形成高技术产业,2002年GaN基LED的世界市场已达18亿美元,并以年50%的速度增长,市场潜力巨大。
低成本、大功率、超高亮度GaN基蓝、紫光LED 造技术的突破,将触发照明光源的革命,受到世界各国的重视,是目前研发的重点。
半导体灯不仅可以节省能源,有利于可持续发展,而且也被认为是绿色照明的首选,有利于环保。
我国是近似于美国的世界第二发电大国,使用的能源的3/4为燃煤,造成空气和环境的严重污染。
2002年我国照明用电约占我国1.65万亿度总发电量的12%,约2000亿度,相当于三峡总发电量的二倍多,照明节电的潜力很大。
如果采用“半导体灯”替代传统光源,按节能45%计,可少建一个三峡电站!
应当看到,要实现这个极具挑战性的、代表人类光源的又一次革命的雄伟目标,难度很大。
这就需要我们从现在起,集中产、学、研优势力量,在国家的统一部署和领导下,协同作战,攻克高质量GaN基异质外延材料(包括衬底材料)生长和芯片制备技术,高效、长寿命荧光材料和高效、稳定的有机/高分子三线态发光材料工业制备,大功率白光照明器件结构设计与实现以及有效散热和封装等关键技术,形成我国自己的知识产权;这就是说,到2020年,与现在的水平相比,“半导体灯”的发光(流明)效率要提高8倍,价格要降低100倍!难度之大,可想而知。