课程概述

《纳米材料表征技术》是纳米科学技术专业的核心课程之一。材料的组成与结构决定了纳米材料的性能,而表征技术是分析、检测和表征材料组成和微观结构的重要手段,是纳米专业学生必须掌握的知识。本课程从纳米材料的粒度分析、形貌分析、成分分析、结构分析以及表面与界面分析等几个方面入手,重点介绍包括光电子能谱技术、扫描探针技术、扫描电子显微技术、透射电子显微技术、X射线衍射分析和拉曼光谱等几种纳米材料表征技术,介绍纳米材料表征技术的最新发展,以及在纳米材料组成和微观结构研究中的应用。本课程通过大量实例与理论结合,运用习题课、现场教学等形式和模型、图表、电化教学、演示实验等手段,说明不同表征技术在纳米材料分析中的应用。通过本课程学习,学生不仅能掌握纳米材料分析和表征的基本知识,而且对其他功能材料的分析和表征也有一定程度的了解。

证书要求

修完所有课程,通过各类期末考试

预备知识

了解晶格结构,有一定固体物理和半导体物理知识

授课大纲

电子显微镜与透射电镜:基础知识

1.1 电子显微镜基础

1.2 透射电镜的组成

1.3 透射电镜的成像

透射电镜原理及其应用

1.4 透射电镜中的电子衍射

1.5 透射电镜的其他技术

透射电镜作业题

扫描电镜的基本原理、结构及应用

1.6 扫描电镜的原理

1.7 能量分散X射线能谱

1.8 扫描电镜中其他技术

X射线衍射:基本原理与实验装置

2.1 X射线

2.2 晶体结构

2.3 衍射原理

2.4 X射线衍射装置

X射线衍射:实验方法及应用实例

2.5 单晶和粉末X射线衍射

2.7 薄膜X射线衍射及其应用

2.6 X射线衍射分析

扫描探针显微技术:基础知识

3.1 扫描探针显微技术简介

3.2 隧穿效应

3.3 压电效应

扫描隧道显微镜:实验技术

3.4 STM (1)

3.5 STM (2)

3.6 STM针尖

扫描探针技术的应用及原子力显微镜

3.7 原子力显微镜

3.8 扫描隧道谱

光电子能谱基本原理和X射线光电子能谱应用

4.4 基于同步辐射源的光电子能谱

4.1 光电子能谱基本原理

4.2 X射线光电子能谱特征:化学位移

4.3 X射线光电子能谱特征:其他效应

紫外光电子能谱与表面科学表征

4.8 样品制备和测试要点

4.5 真空紫外光电子能谱

4.6 UPS谱解析

4.7 超高真空技术与表面科学

同步辐射技术概论及基本谱学原理

5.1 同步辐射技术概论

5.2 同步辐射装置

5.3 同步辐射X射线谱学(一)

5.4 同步辐射X射线谱学(二)

软X射线谱学应用及其他先进同步辐射技术

5.5 原位软x射线谱学方法

5.6 软x射线谱学应用

5.7 扫描透射X射线显微术

5.8 其他技术简介