一、学科专业/领域简介
材料科学与工程主要研究材料的组成及结构、制备及加工、性质及使役性能四个基本要素及其相互关系和制约规律,以及材料与构件的生产制备技术、加工工艺及材料对环境的影响与保护。本学科以数学、物理、化学、力学等自然科学学科为基础,以机械、电子、计算机、生物、能源、资源与环保等工程学科为服务和支撑对象,其研究领域涉及基础科学、应用科学以及工程学,具有理工结合、多学科交叉的特点。
材料科学与工程学科依托物理与电子科学学院国家重点学科物理学的专业优势,开展功能和结构材料的理论和应用基础研究,已经形成了纳米材料与纳米电离子学、光电功能材料、新型能源材料和金属结构材料高性能计算与设计的学科特色和研究方向,是学院重点培育学科。自1993年,学院相继成立了与本学科密切相关的“微结构物理实验室”、“量子结构与调控实验室”、“低维量子结构与调控”省部共建教育部重点实验室和“物质微结构与功能”湖南省重点实验室。此外,自2016年学院开办了应用物理(光电材料与器件方向)本科专业。学校在国家“双一流”建设支持下,材料学、物理学、工程学和化学等8个学科进入ESI全球排名前1%,为推动材料科学与工程学科的高质量发展奠定了坚实的基础。
二、培养目标
培养我国建设事业需要的热爱祖国、遵纪守法、品德良好、具备严谨科学态度和优良学风,适应二十一世纪材料科学与工程研究和应用需要的德、智、体全面发展的高级专业人才。通过硕士阶段学习,掌握材料科学与工程的基本理论和实验技能,具备一定的工程实践能力,熟悉本领域的研究动态,基本能独立展开与本学科有关的教学、科研和开发工作。硕士学位论文选题能对国内外研究现状进行较全面的调研和分析,在此基础上,获得具有创造性的研究成果,论文有一定的新颖性和应用背景。熟练掌握一门外语,能阅读相关专业外文文献、能用外语进行论文写作和学术交流。
三、研究方向及简介
1.纳米材料与纳米电离子学.重点研究具有广泛应用前景的半导体型金属氧化物、硫化物,磁性材料,电荷(自旋)密度波材料以及拓扑绝缘体等体系低维纳米结构的可控制备、性能调控;构筑忆阻器、能量储存等纳米电子/离子学多功能器件。在Appl. Phys. Lett., J. Phys. Chem. B/C, Phys. Rev. B, Nanoscale, Nanotechnology, Solid State Ionics和Small等期刊发表高水平学术论文50余篇;承担了国家自然科学基金、省创新人才项目、省教育厅重点项目10余项。
2.光电功能材料的设计及应用.围绕光、电多功能材料,开展新型光、电多功能材料的制备、性能调控的研究,并在生物医学检测、光电子器件、太阳能电池应用等多方面取得了重要研究成果,形成特色鲜明的多学科交叉研究平台。已在Adv. Mater., Nano Letter, ACS Nano, Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Biomaterials, Nanoscale Horizons, J. Phys. Chem. Lett., Nanoscale等期刊发表高水平学术论文80余篇,获得湖南省自然科学奖二等奖1项。承担了国家自然科学基金、省创新人才项目、省教育厅重点项目10余项。
3.新型能源材料与器件.通过设计材料形貌和电子结构,针对电解水制氢、尿素氧化、太阳能电池、合金相理论等领域展开研究,研发了具有工业应用价值的大电流非贵金属析氧或双功能电催化剂;在PNAS, Nat. Commun., Energy Environ. Sci., Nano Lett.,ACS Nano,Adv. Funct. Mater.,Small等国际知名刊物上发表高水平学术论文50余篇;申请美国专利4项、中国专利20余项。承担了国家自然科学基金、省创新人才项目、省教育厅重点项目10余项。
4.材料设计中的高性能计算.聚焦高性能金属合金材料和新型二维功能材料,利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,计算模拟结构材料的力学性能和半导体功能材料的热电性质;探索建设机器学习材料计算模拟平台,满足高性能新材料设计的发展需求。目前在ActaMaterialia,Journalof Nuclear Materials,Applied Physics Letters,Journal of Physics: Condensed Matter和Scientific Report等国际期刊发表学术论文30余篇,申请专利3项。承担了国家自然科学基金、省创新人才项目、省教育厅重点项目和横向项目10余项。
四、学制与学习年限
采用全日制学习方式,硕士研究生学制为3年,最长学习年限为5年(含休学和保留学籍)。
五、培养方式
硕士研究生的培养实行导师负责制,并接受导师组的集体指导。导师需同时对硕士研究生的业务和思想进行指导和教育。
六、课程设置与学分要求
研究生课程建设直接关系研究生基础知识的拓宽、解决实际问题能力的培养以及学位论文的质量。因此,课程教学在实现研究生培养目标中占有重要地位。
毕业最低学分要求:
毕业总学分 |
课程学分 |
学术活动学分 |
实践环节学分 |
||||
总学分 |
公共必修课学分 |
学科必修课学分 |
方向限选课学分 |
任意选修课学分 |
|||
26 |
22 |
6 |
6 |
6 |
4 |
2 |
2 |
材料科学与工程一级学科硕士研究生课程设置表:
类别 |
课程编号 |
课程名称 |
学时 |
学分 |
开课学期 |
考核形式 |
备注 |
公共 必修课 |
000010006 |
新时代中国特色社会主义理论与实践研究 |
36 |
2 |
1 |
考试 |
必修 |
000010003 |
自然辨证法概论 |
18 |
1 |
1 |
考试 |
||
300010001 |
硕士学位英语课程 |
48 |
3 |
1 |
考试 |
||
学科 必修课 |
311021001 |
高等量子力学 |
54 |
3 |
1 |
考试 |
必修 |
311021002 |
群论 |
54 |
3 |
1 |
考试 |
||
方向限 选课 |
311031009 |
材料科学与工程 |
54 |
3 |
1 |
考查 |
至少选2门 |
311041058 |
半导体物理与器件 |
54 |
3 |
1 |
考查 |
||
311041052 |
纳米材料与纳米器件 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311031006 |
材料热力学 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041062 |
材料分析与测试技术 |
54 |
3 |
1 |
考查 |
||
311031004 |
固体理论 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311031007 |
凝聚态物理实验方法 |
54 |
3 |
1 |
考查 |
||
311041059 |
X-射线与电子显微学 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
任意选修课 |
311041086 |
金属物理 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
至少选2门 |
311041066 |
低维强关联系统 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
111041031 |
医学影像物理 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041067 |
纳米材料物理 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041049 |
介观物理 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041087 |
密度泛函理论 |
54 |
3 |
3 |
考查 |
||
311041051 |
自旋电子学 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041053 |
纳米电子学 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041054 |
结构功能材料设计 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041057 |
薄膜物理 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041061 |
低维纳米材料 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041063 |
介观纳米体系物理 |
54 |
3 |
3 |
考查 |
||
311041065 |
表面科学与技术 |
54 |
3 |
4 |
考查 |
||
311041066 |
低维强关联系统 |
54 |
3 |
4 |
考查 |
||
311041056 |
表面物理 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311031005 |
计算物理 |
54 |
3 |
1 |
考查 |
||
311041068 |
固体电子结构 |
54 |
3 |
1 |
考查 |
||
311041060 |
生物大分子三维重构理论 |
54 |
3 |
2 |
考查 |
||
311041069 |
文献选读 |
36 |
2 |
4 |
考查 |
||
必修 环节 |
实践环节 |
2 |
必修 |
||||
学术活动 |
2 |
||||||
补修课 |
311071001 |
量子力学 |
2 |
考试 |
跨学科考生必修 |
||
311071002 |
固体物理 |
2 |
考试 |
七、培养环节
1.个人培养计划
研究生须根据本学科研究生培养方案,在导师的指导下,结合本人实际,在入学后1个月内制订个人培养计划。个人培养计划完成与否,是审定研究生能否毕业和学位授予的基本依据。
2.学术活动
在读期间,硕士生应听取不少于20场由学校、学院、实验室、学位点组织的高水平学术讲座;公开主讲不少于4次有关文献阅读、学术研究等内容的学术报告。学术活动占2学分,根据学生参加学术活动的考勤和学生主讲的学术报告质量进行考核。
3.实践环节
实践环节占2学分,其中科研实践占1学分,社会实践占1学分。具体要求参照《金宝搏官方188研究生实践活动实施管理办法》。
4.中期考核
研究生在论文开题前,第四个学期初进行中期考核。具体要求参照《金宝搏官方188研究生中期考核实施管理办法》。
八、学术论文发表
硕士生在攻读学位期间必须以第一作者(或导师为第一作者学生为第二作者)在SCI刊物上发表或接受发表与学位论文相关的本专业学术论文不少于1篇。已授权专利1项、或取得软件著作权1项均视同1篇论文。
九、学位论文
1.论文开题报告
硕士研究生一般应在第四学期初(每年4月份前)完成开题报告。硕士生开题报告的时间与论文送审的时间间隔不应少于10个月。学位论文规范格式、学位论文标准、学位论文的评审和答辩要符合国家学位条例、《金宝搏官方188研究生学位论文开题实施管理办法》和《金宝搏官方188研究生学位论文的若干规定》。
2.预审
研究生在第五个学期末或第六个学期初进行预答辩,预答辩组织和程序参照硕士学位论文正式答辩进行。具体要求参照《金宝搏官方188研究生学位论文预审管理办法》
3.论文送审
研究生在通过预答辩后进行论文送审,采取双盲审形式进行,具体送审条件和送审要求按照《金宝搏官方188研究生学位论文评阅实施办法》文件执行。
4.论文答辩
研究生符合学位申请资格后,按要求提交学位申请材料,经校学位办审查同意后,由学院组织学位论文答辩。答辩组织和程序严格参照《金宝搏官方188博士、硕士学位授予工作实施细则》执行。
十、经典书目
(硕士研究生文献阅读期刊目录)
序号 |
著作或期刊的名称 |
作者或出版单位 |
1 |
arXiv.org材料学论文数据库 |
美国康奈尔大学 |
2 |
APS, AIP材料期刊系列 |
美国物理学会 |
3 |
Nature材料系列期刊 |
自然出版集团 |
4 |
Science材料系列期刊 |
AAAS |
5 |
Elsevier |
|
6 |
IOP材料期刊系列 |
英国物理学会 |
7 |
ACS材料相关系列期刊 |
美国化学学会 |
8 |
John-Wiley材料相关系列期刊 |
John-Wiley |
9 |
中国科学,科学通报系列期刊 |
科学出版社 |
10 |
RSC材料相关期刊 |
RoyalSocietyof Chemistry (RSC) |
11 |
IEEE系列期刊 |
IEEE学会 |
12 |
Taylor & Francis材料相关系列期刊 |
Taylor & Francis Group |