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) |
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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 | ||
週 | 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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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教學要點概述: |
核心能力 | 期末考 | 期中考 | 作業 | ||
核心能力一 | 運用數學、科學及工程知識的能力 | 4/10 | 4 | 4 | 4 |
核心能力二 | 設計與執行實驗,以及分析與解釋數據的能力 | 2/10 | 2 | 2 | 2 |
核心能力三 | 執行機械與材料工程實務所需技術、技巧及使用現代工具之能力 | 1/10 | 1 | 1 | 1 |
核心能力四 | 設計機械與材料工程系統、元件或製程之能力 | 2/10 | 2 | 2 | 2 |
核心能力五 | 專案管理、有效溝通、領域整合與團隊合作的能力 | 1/10 | 1 | 1 | 1 |