《半導(dǎo)體光電子材料》課程教學(xué)大綱

課程教學(xué)大綱課程基本信息（CourseInformation）課程代碼（CourseCode）*學(xué)時(shí)（CreditHours）32*學(xué)分（Credits）2*課程名稱（CourseName）（中文）半導(dǎo)體光電子材料（英文）SemiconductorsforOptoelectronics課程性質(zhì)(CourseType)課堂講授授課對(duì)象（TargetAudience）材料、電子等相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生或研究生授課語言(LanguageofInstruction)英語*開課院系（School）材料科學(xué)與工程學(xué)院先修課程（Prerequisite）大學(xué)物理；微電子學(xué)概論；電磁學(xué)*課程簡(jiǎn)介（Description）光電子學(xué)主要研究光/電磁波與材料電學(xué)性能的相互作用規(guī)律。由于半導(dǎo)體材料能夠?qū)崿F(xiàn)微型化，與固體電子學(xué)的工藝相兼容，并具有良好的可靠性，它們?cè)诠怆娮訉W(xué)領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。半導(dǎo)體光電子學(xué)被廣泛地用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的制造、電子通信、照明、顯示、娛樂、光伏器件、食品分析、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯挠绊懭找婕由?。本課程涵蓋了光電子學(xué)的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)材料設(shè)計(jì)的基本原則，以及影響器件表現(xiàn)的材料性能。同時(shí)，課程將選取商用器件作為案例進(jìn)行教學(xué)，以闡明如何通過對(duì)半導(dǎo)體材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)器件的高性能化。在學(xué)習(xí)本課程后，學(xué)生將掌握三元和四元III-V族半導(dǎo)體化合物帶隙工程的物理學(xué)基本理論、應(yīng)變工程與低維結(jié)構(gòu)對(duì)材料電學(xué)和光學(xué)特性的作用機(jī)制、工業(yè)與研究用半導(dǎo)體薄膜的外延工藝、材料中缺陷對(duì)性能的影響機(jī)理，以及測(cè)定晶體質(zhì)量與成分的表征手段。*課程簡(jiǎn)介（Description）Optoelectronicsisthestudyoftheinteractionoflight/radiationwiththeelectronicpropertiesofmaterials,whicharemainlybutnotexclusivelysemiconductor‐based.Howeversemiconductorsareincreasinglyusedbecauseofitsreliability,miniaturisationandcompatibilitywithsolid-stateelectronics.SemiconductorOptoelectronicsisincreasinglyinfluencingthewayweworkandlive.Itisusedinmanufacturingforin-situmonitoring,telecommunications,lighting,displays,entertainment,photovoltaic,foodanalysesandinmedicaldiagnostics.Thismoduleisdesignedwithamixoftheoryandapplications,emphasizingboththefundamentalprinciplesunderlyingmaterialsdesignandtheirpropertiesfordeviceapplications.Attheendofthemodule,thestudentwillbeequippedwiththebasicphysicsofsemiconductorbandgapengineeringwithternaryandquaternaryIII-Vcompoundsemiconductors,strainengineeringandlowdimensionalstructuresinmodifyingtheelectricalandopticalproperties,epitaxyofthesemiconductorfilmsthatareusedinindustryandresearch,defectsinthematerialsthatcanaffectdeviceperformanceandthecharacterisationtechniquestodeterminecrystalqualityandcomposition.Referenceswillbemadetocommercialdevicesemphasisingonhowapplicationofsemiconductormaterialscienceandengineeringleadstoexcellentdesignofdeviceswithsuperiorperformance.課程教學(xué)大綱（CourseSyllabus）*學(xué)習(xí)目標(biāo)(LearningOutcomes)1.掌握光電子器件的結(jié)構(gòu)與工作原理(A3)；2.掌握光電子器件用半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)理論(A5.3)；3.通過對(duì)半導(dǎo)體材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)器件的高性能化(A3)。（注：須根據(jù)課程性質(zhì)，著重描述課程教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)等方面的貢獻(xiàn)，是課程目標(biāo)的細(xì)化，專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃內(nèi)課程必須與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)具體貢獻(xiàn)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，并在描述語句后注明對(duì)應(yīng)目標(biāo)體系的代碼，舉例如下；其他類型課程請(qǐng)根據(jù)課程實(shí)施情況從三方面描述。）了解并認(rèn)識(shí)工程與科學(xué)的關(guān)系（A3）了解工程設(shè)計(jì)的基本概念和一般流程（A5.1，A5.4）通過課程項(xiàng)目的實(shí)踐，培育認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)問題的能力（B2，C2）和團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決工程問題的能力（A5.3，B3，C1）……*教學(xué)內(nèi)容進(jìn)度安排及要求(ClassSchedule&Requirements)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)方式作業(yè)及要求基本要求考查方式概論6課堂講授課后作業(yè)（1次）光電子材料學(xué)10課堂講授課后作業(yè)（1次）半導(dǎo)體的外延技術(shù)6課堂講授課后作業(yè)（1次）半導(dǎo)體光電子材料中的缺陷5課堂講授課后作業(yè)（1次）半導(dǎo)體光電子材料中的表征5課堂講授……*考核方式(Grading)（成績(jī)構(gòu)成）作業(yè)（35%），課堂測(cè)驗(yàn)（35%），小論文（30%）*教材或參考資料(Textbooks&OtherMaterials)（必含信息：教材名稱，作者，出版社，出版年份，版次，書號(hào)）1.JaspritSingh,SemiconductorOptoelectronicsPhysics&Technology,Mcgraw-HillCollege,19952.MichaelAParker,PhysicsofOptoelectronics,CRCPress,2005.3.LarryAColdrenandScottWCorzine:DiodeLasers&PhotonicIntegratedCircuit,Wiley,2012.4.ChuangShunLien,Phy