留學(xué)美國材料科學(xué)與工程專業(yè)方向有哪些？留學(xué)美國材料科學(xué)與工程是一個多學(xué)科領(lǐng)域，涉及物質(zhì)的性質(zhì)及其在各個科學(xué)和工程領(lǐng)域的應(yīng)用。它是研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性能三者之間的相互關(guān)系的科學(xué)。下面托普仕留學(xué)顧問就美國該專業(yè)的方向詳細為大家介紹。
1. ELECTRONIC MATERIALS 電子材料
電子信息材料是材料科學(xué)與當今信息時代重要的交叉學(xué)科之一，與當今世界迅速發(fā)展的信息技術(shù)密切相關(guān)，有著極其廣闊的發(fā)展前景。專業(yè)方向指在微電子、光電子技術(shù)等領(lǐng)域中所用的材料，主要包括半導(dǎo)體微電子材料;光電子材料，電子陶瓷材料，磁性材料;光纖通信材料，存儲材料;壓電晶體與薄膜材料，綠色電池材料等。其研究內(nèi)容非常廣泛，包含了柔性晶體管、光子晶體等寬帶半導(dǎo)體材料為代表的第三代半導(dǎo)體材料、有機顯示材料以及各種納米電子材料等。
此專業(yè)發(fā)展非常迅速，尤其以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為例，所以就業(yè)前景一片光明。因此申請難度也是最大的，不管是從硬件條件和軟件條件都有很高的要求，申請者需要具備很強的背景。同時具備系統(tǒng)的材料物理學(xué)理論基礎(chǔ)和熟練的實驗技能，有扎實的數(shù)學(xué)、物理、外語、電子學(xué)和計算機科學(xué)基礎(chǔ)。
2. METALLIC MATERIALS金屬材料
金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基礎(chǔ)的合金。通過對金屬材料制備工藝及其原理的探索，將研究成果直接應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)是這一學(xué)科的主要目的。這個專業(yè)方向申請的人數(shù)相對于無機材料不算多，所以競爭相對小一些，獎學(xué)金得到的幾率則與自身的條件掛鉤。關(guān)于未來的就業(yè)方向，大多數(shù)人會選擇繼續(xù)深入做研究類工作。
偏重金屬材料方向的學(xué)校，這類學(xué)校的材料科學(xué)與工程系主要偏重粉末冶金，凝固與鑄造，合金相變，磁性材料的性能與制備，材料的力學(xué)性能等等。這類學(xué)校主要有University of Tennessee, Michigan Tech, New Mexico Institute of Mines and Tech, University of Connecticut, University of Missouri-Rolla, Purdue University, Case Western Reserve University, Michigan State University, Auburn University, Worcester Polytechnic Institute. 這類學(xué)校適合那些從事傳統(tǒng)金屬材料學(xué)習(xí)和研究的申請者。
3. CERAMIC MATERIALS陶瓷材料
無機非金屬材料是三大基礎(chǔ)材料之一，包括結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。研究內(nèi)容包括固體電解質(zhì)材料的制備，結(jié)構(gòu)和性能研究;結(jié)構(gòu)陶瓷的制備，組織結(jié)構(gòu)和性能的研究;磁性材料、電性材料、壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷等功能材料的制備和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和開發(fā)。高溫陶瓷、耐火材料的制備和開發(fā)等。
這個專業(yè)申請的人數(shù)相對于申請金屬材料的人略多一點，目前該專業(yè)就業(yè)狀況供求基本平衡，但在從事更高層次的材料人才卻嚴重短缺，總體來講還是有很大的施展才華的空間。對于申請PHD的學(xué)生，爭取能夠發(fā)表PAPER，對申請也會有很大幫助。對于部分硬件條件一般的，可以在軟件背景上來提升，彌補硬件的差距。對于本科生申請，GPA，GT成績比較重要。
4. POLYMERIC AND ORGANIC MATERIALS有機高分子材料
高分子材料是當今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，高分子材料已廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑等各個領(lǐng)域。研究內(nèi)容包括活性聚合、新材料的合成與開發(fā)、聚合物結(jié)構(gòu)與性能、反應(yīng)性加工、先進復(fù)合材料及應(yīng)用、超細材料及納米材料、生物材料、新型功能材料、化學(xué)建材和化學(xué)纖維等。由于高分子材料發(fā)展十分迅速，所以申請這個專業(yè)的人數(shù)也稍微偏多，競爭相對激烈。在就業(yè)方面可以從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作，就業(yè)前景很不錯。
University of Virginia, University of Delaware, University of California-Davis, Clemson University，SUNY-Stony Brook.這些學(xué)校適合那些在中國從事高分子材料或者化學(xué)，化工背景的申請者。
5. COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE計算材料科學(xué)
主要用計算機模擬以及分子動力學(xué)的方法進行材料結(jié)構(gòu)、特征模擬、復(fù)雜材料的統(tǒng)計力學(xué)、大分子材料理論。主要是理論方面的研究，需要有數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、統(tǒng)計學(xué)的背景。課程設(shè)置有材料原理、混亂和損壞理論、量子力學(xué)與分子動態(tài)仿真、仿真和納米模型系統(tǒng)、計算機模型、完整的微電子器件裝置。
申請人較少，Ph.D.學(xué)習(xí)難度大，完成學(xué)位時間長，一般需要6年的時間，甚至有些課題需要7年，就業(yè)一般是去大學(xué)任教繼續(xù)從事理論方面的研究。
6. 新興材料
主要包括納米材料、納米復(fù)合材料、生物材料、能源材料，這些材料都是最近幾年開始迅猛發(fā)展，申請難度比較大，需要申請者有很好的物理、生物、化學(xué)背景，但是就業(yè)非常好，可以去制藥廠、醫(yī)療器材、國防機構(gòu)等。
該類材料不是每個學(xué)校都會開設(shè)，而且納米材料這樣的新型材料會在各個方向中都有所涉獵。所以掌握相關(guān)的知識對未來工作以及學(xué)習(xí)都是非常有幫助的。
7. 高度交叉類的學(xué)校
偏重于新興納米材料，半導(dǎo)體材料，納米光電子材料的學(xué)校。這類學(xué)校材料系研究的都是非常前沿的課題，他們的課題和教授都和其他的院系有非常緊密的聯(lián)系，充分體現(xiàn)了當前材料研究的高度交叉性。
Princeton University(專門有普林斯頓材料研究院PRISM，主要從事納米光電子，納米量子材料了器件的研究，申請者不僅要有扎實的材料基礎(chǔ)，同時還必須有非常強的物理電子學(xué)背景，申請的難度很大)
University of California-San Diego(這個學(xué)校的材料系是不同的院系組合起來的，沒有專門的材料系的faculty，幾乎所有的項目都來自不同的院系。這樣的材料系適合具有物理，化學(xué)，電子工程等專業(yè)背景，并偏重材料研究的申請者，對于專門學(xué)習(xí)材料專業(yè)的申請者不是非常合適)
Columbia University(材料系是固體物理系和地質(zhì)科學(xué)與采礦系共同組建的，主要從事半導(dǎo)體材料的研究，偏重于從固體物理的角度研究材料的特性，因此比較適合物理背景的申請者。材料系的申請者物理基礎(chǔ)比較單薄，申請比較困難)
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