《光电功能材料》是一门秋季学期开设的大学专业课程,总学时48小时,共3学分。课程主要探讨光电功能材料的理论与应用,包括功能材料的概述、电功能材料和光功能材料两大核心内容,以及光电功能薄膜材料的制备方法。通过这门课程,学生将对材料科学有深入理解,特别是材料在光电器件中的关键作用。
课程内容分为四个部分:
1. 功能材料发展概论:介绍功能材料的定义、分类及其发展历史与趋势。功能材料分为结构材料和功能材料,前者注重宏观力学性能,后者强调微观性能,如电学、磁学、光学等。材料按照属性可分为金属、无机非金属、有机和复合材料,形态上则有晶体、液晶、非晶态和纳米材料等。
2. 电功能材料:涵盖导电材料、半导体材料、介电材料(电介质)、铁电材料(强极性电介质)和超导材料。这些材料广泛应用于电子、电力和通信领域,例如半导体在信息技术中的核心地位,超导材料在传输和储存电力方面的潜力。
3. 光功能材料及器件:涉及激光材料、非线性光学材料、发光材料、光电显示材料、光纤材料、光伏材料和太阳能电池,以及纳米材料和其他光功能材料。光功能材料在光通信、光存储、激光技术和能源转换等方面发挥着重要作用。
4. 光电功能薄膜的制备:讲述功能膜材料的特点、制备方法以及典型光电功能膜的总结。薄膜材料因其独特的光学和电学特性,常用于微电子、光电子和传感器等领域。
参考教材包括周馨我主编的《功能材料学》和李玲等编著的《功能材料与纳米技术》。课程采用课堂讲授的方式,期末考试为闭卷形式,旨在通过理论学习和实践操作,培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
功能材料的发展历史可以追溯到古代的新石器时代,如陶器和青铜器的出现,再到18世纪的工业化革命,材料科学的进步推动了人类社会的巨大变革。随着科技的不断进步,功能材料在信息、能源、医疗等领域的应用日益广泛,其发展趋势也日益向高性能、多功能和环保方向发展。
这门课程不仅让学生掌握光电功能材料的基础知识,还将启发他们对新材料研发和应用的兴趣,为未来在相关领域的工作或研究奠定坚实基础。通过系统学习,学生将能够理解和评价各种光电功能材料的性质,设计和优化材料性能,以满足现代社会对新技术和新应用的需求。