化學氣相沉積——低維材料的仿真合成與表征是遼寧大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：化學氣相沉積——低維材料的仿真合成與表征
- 建設院校： 遼寧大學
- 課程負責人： 熊英
- 授課教師：葛春華、關宏宇、矣傑、崔俊碩
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
化學氣相沉積( Chemical Vapor Deposition, CVD )法,是氣態前驅體在高溫基材表面發生化學反應,進而實現固體薄膜構建及物質提純的一種常用方法。同時,也是半導體納米線、納米片以及石墨烯等低維材料大面積合成的重要手段。然而，該訪法涉及氣態原料的分解、擴散、催化、原子反應、產物結晶等一系列過程 ,很難從直觀上理解。另外CVD過程涉及高溫化學反應,耗時耗能,且對外部條件的變化十分敏感,難以通過一次常規實驗完全掌握該項技術。
鑒於此,本項目以通過CVD法製備低維納米材料為切入點,與Mlabs協作,構建雙語虛擬仿真系統(中文版和英文版)。一方面,通過仿真系統的構建,可以實現學生對CVD過程的反覆操作練習,加深對化學氣相反應過程的理解。另一方面,於低維納米材料具有獨特的物理化學性質,在能源、電子光電器件等領域有巨大的套用潛力,近年來受到了廣泛的關注與研究,通過對低維材料的仿真製備與表征,可以緊跟學科發展前沿,加深學生對低維材料理化性質的理解,掌握相關測試表征方法,進而熟悉大型分析儀器的工作原理,提高實際操作水平。此外,英文版虛擬仿真實驗的構建在提升學生掌握本專業外語表達方式、構建留學生人性化實驗平台等方面也有著重要意義，為- 帶一路建設貢獻力量。
《化學氣相沉積一低維材料的仿真 合成與表徵實驗》虛擬仿真實驗以雙語化教學建設為著眼點,有效綜合虛擬實驗教學的優勢和本土學生外語能力,同時也為國際留學生提供了-個良好的實驗學習平台。這種新型數位化、智慧型化、元化雙語實驗教學模式豐富了教學內容與形式,開闊了學生視野,激發了學習興趣和熱情,培養學生自主學習能力,提高人才培養質量,同時降低教育成本,達到優質資源共享的目的。在實際教學實踐過程中對教學效果提升顯著,得到老師和學生的一致好評。英文版虛擬實驗系統Nanomaterials Chemistry在遼寧大學國際班、拔尖班實驗教學過程中,順利完成教學任務且反響熱烈，進-步推動了學校雙語教學的實施進程。
教學目標
本實驗教學目標如下:
( 1 )理解掌握CVD過程的原理及影響因素,主要包括:氣體在高溫條件下的分解擴散過程;金屬襯底材料對氣體的吸附及催化作用;材料的結晶成核生長過程;反應溫度、時間、載氣流速及成分對產物沉積形態的影響規律。
(2 )熟練掌握低維材料的CVD法合成,主要包括:熟練掌握真空管式爐的使用方法與操作流程;易燃易爆氣體的安全使用規範,規避安全風險;同低維材料的製備與轉移方法,提高實際操作成功率。
(3 )掌握低維納米材料的分析表征方法,主要包括:理解大型分析儀器的工作原理;熟練掌握用於表征測試的樣品的製備方法;掌握SEM、TEM、 AFM、Raman、 XRD、 XPS等大型儀器的虛擬操作,提高儀器實際使用效率。
(4 )熟悉低維納米材料的物理化學性質，了解其潛在的套用領域。
(5 )從英文思維角度理解實驗過程, 掌握CVD過程及低維材料製備所涉及的英文專業辭彙。
