教學大綱表
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課程名稱 (中文) 奈米科學與技術導論
(英文) Intro. To Nano Sci. And Tech.
開課單位 材料工程學系
課程代碼 T4300
授課教師 林鴻明
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 大四
先修科目或先備能力:物理 化學
課程概述與目標: 「微電子及系統技術」在二十世紀末為世界帶來第二次工業革命,使世界在短短三、四十年間之進步,超越過去幾千年。由於人類對微小化材料的殷切需求,已由原來的微米(10-6 m)範圍進入了奈米(10-9 m)範圍的時代,在面臨二十一世紀高科技發展的競爭中,奈米科技的發展,將是國家高科技發展政策中不可或缺的一環。而人類科技二十一世紀的發展將更趨向於輕薄短小、多功能、物廉價美的方向發展。奈米科學與技術過去十年來,在IC技術及奈米材料之發展下,已有相當突破性的研究成果,這些研究發展主要方向是重在物理、化學、材料、化工、電機、光電與機械等方面,在實際應用上具有特殊及特定功能性,它的發展需要基礎物理、化學、材料、電機及機械等相關領域做有效之整合。由於奈米科技是一高度跨領域的學門,需要一群具有異於傳統思考方式及研究態度之專業人才。因此,必須重新思考﹑設計高等教育方式,改進目前教學課程,以培養跨領域研究能力之材料專才。本課程將以入門方式介紹奈米科技之過去與現在,使學生能瞭解奈米科技之重要性以及未來發展趨勢。
教科書 教材課本:羅吉宗、戴明鳳、林鴻明、鄭振宗、蘇程裕、吳育民,「奈米科技導論」,全華圖書,台北,92年11月。(ISBN 957-21-4287-9)
參考教材 講義資料:網路硬碟二社群分享 T4300
參考資料:http://nano.mse.ttu.edu.tw/ 網頁中之參考資料下載區

1. 張立德、牟季美著,「納米材料和納米結構」,應用物理學叢書,科學出版社﹐北京,(2001)。(ISBN 7-03-008459-4)
2. 張志焜、崔作林著,「納米技術與納米材料」,國防工業出版社,北京,(2000)。 (ISBN 7-118-02346-9)
3. 張立德編著,「納米材料」,高科技科普叢書,化學工業出版社,北京,(2000)。(ISBN 7-5025-3013-4)
4. 張立德編著,嚴東昇、馮端主編,材料新星「納米材料科學」,攀登計畫普及叢書,湖南科學技術出版社,湖南長沙(1998)。
5. 小石真純 編輯,「超微粒子開發應用」 (1989),Science Forum。
6. 外山 茂樹 等編輯,「超微粒子應用技術」,(社)日本粉體工業技術學會編,昭和六十一年。
7. 蘇品書編譯,「超微粒子材料技術」,復漢出版社印行,台南(1989)。

課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 I. 奈米科學與技術之基本慨念 1. 奈米科學與技術簡介
2. 奈米科技過去五十年之發展史
3. 奈米材料為奈米科技之核心組成
4. 奈米材料改變這個世界
瞭解奈米科技之重要性以及未來發展趨勢
  • 討論
  • 講授
  • 期中考
  • 作業
  •  
    2 II. 奈米材料之結構與特性 1. 久保理論
    2. 奈米材料之基本性質
    a. 小尺寸效應
    b. 表面效應
    c. 量子及量子穿隧效應
    奈米材料之基本特性及物理化學原理
  • 討論
  • 講授
  • 期中考
  • 作業
  •  
    3 III. 奈米材料之製備 1. 簡介
    2. 氣相法
    3. 液相法
    4. 奈米碳管之合成技術
    5. 其他合成技術
    學生可以深入瞭解奈米材料之合成技術
  • 討論
  • 講授
  • 期中考
  • 作業
  •  
    4 IV. 奈米材料之量測 1. 原子解析度顯微鏡的發展
    2. 掃描探針顯微術的工作原理
    3. 高解析度電子顯微鏡分析
    4. 掃瞄式電子顯微鏡分析
    5. X光繞射顆粒大小分析
    6. X光吸收光譜分析
    7. 光學奈米粒度分析儀
    瞭解奈米材料之檢測技術及相關設備
  • 討論
  • 講授
  • 期末考
  • 作業
  •  
    5 V. 奈米材料之應用 1. 應用研究方向
    2. 奈米加工技術-通向奈米世界的橋梁
    3. 用光刻技術做成的微米尺寸的微機械
    4. 微電子和計算機技術
    5. 奈米材料
    6. 醫學與健康
    7. 航太和航空
    8. 奈米能源材料
    9. 商業化趨勢
    學生瞭解奈米材料之應用及未來可能發展趨勢
  • 討論
  • 講授
  • 期末考
  • 作業
  •  
    6 VI. 奈米科技之未來展望 奈米科技之未來展望 瞭解對於未來奈米科技發展之未來展望
  • 討論
  • 講授
  • 期末考
  •  

    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 ■ 教科書作者提供
    評量方法: 期末考:30%   期中考:30%   作業:40%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 ■ 課程網站
    課程網站:http://nano.mse.ttu.edu.tw/
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504

    大學部
    核心能力 期末考 期中考 作業
    核心能力一 工科基礎:運用科學與工程原理於材料系統的能力 4/10 4 4 4
    核心能力二 材料專業:對於材料的結構、性質、製程及性能等有統合性的瞭解 2/10 2 2 2
    核心能力三 數據分析:具備實驗、統計和分析的能力,以解決材料選擇與設計所涉及之問題 1/10 1 1 1
    核心能力四 了解問題:認識當代材料科技所面臨之挑戰與問題 2/10 2 2 2
    核心能力五 持續學習:培養持續學習的習慣與能力 1/10 1 1 1