電子功能材料及元器件教學(xué)大綱

《電子功能材料及元器件》教學(xué)大綱課程編碼：07151038課程名稱：電子功能材料及元器件英文名稱：ElectronicFunctionalMaterialsandDevices開課學(xué)期：第二學(xué)期學(xué)時/學(xué)分：48學(xué)時/3學(xué)分課程類型：專業(yè)必選課開課專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)（選修）選用教材：《電子功能材料及元器件》主要參考書：1．康昌鶴等編：《氣、濕敏感材料及應(yīng)用》，科學(xué)出版社，1988年。2．周東祥等編：《半導(dǎo)體陶瓷及其應(yīng)用》，華中理工大學(xué)出版社，1991年。執(zhí)筆人：全寶富一．課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程為電子科學(xué)與技術(shù)及微電子學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課。通過本課的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解和掌握各種敏感功能材料、光電材料的基本性質(zhì)、制備技術(shù)及各種敏感器件和典型光電器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用等專業(yè)知識。二．教學(xué)基本要求本課程講授50學(xué)時，以多媒體課件為輔助手段。每章留有一定數(shù)量的作業(yè)題，以加深學(xué)生對課堂講授內(nèi)容的理解，每周留有3-4道作業(yè)題，最后通過閉卷考試檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此外，還設(shè)有5-6個實驗題目，有粉體材料和薄膜材料制備、敏感元件制作及特性測量等內(nèi)容。三．各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時分配第一章電子功能材料概述（9學(xué)時）第一節(jié)概述一．緒論：課程內(nèi)容框架、作用二．功能材料的分類（例子）第二節(jié)形狀記憶合金一．馬氏體相變和形狀記憶效應(yīng)二．形狀記憶原理三．溫度變化對形狀記憶合金電導(dǎo)的影響第三節(jié)超導(dǎo)材料一．超導(dǎo)體的主要特征二．超導(dǎo)機理（BCS理論）三．超導(dǎo)材料簡介四．超導(dǎo)應(yīng)用簡介第四節(jié)半導(dǎo)體超晶格材料超晶格材料的分類超晶格的主要特征應(yīng)變超晶格材料超晶格材料簡介第五節(jié)電子功能陶瓷介電陶瓷（性質(zhì)、類型、應(yīng)用）壓電陶瓷（壓電效應(yīng)、產(chǎn)生機制）鐵電材料（性質(zhì)、相變）半導(dǎo)體陶瓷（熱、光、氣、濕敏…）第二章化合物晶體的缺陷化學(xué)基礎(chǔ)（7學(xué)時）第一節(jié)缺陷化學(xué)的表述方法Kroger-Vink表示法化合物（MX）晶體中的點缺陷反應(yīng)第二節(jié)晶體（MX）中缺陷的平衡處理MX晶體中點缺陷的方法步驟滿足化學(xué)計量比的MO晶體中缺陷的平衡非化學(xué)計量比的MO晶體中缺陷的平衡接近化學(xué)計量比的MO晶體中缺陷的平衡第三節(jié)雜質(zhì)對氧化物晶體中缺陷平衡的影響氧化物晶體中雜質(zhì)的形態(tài)及電性質(zhì)雜質(zhì)對滿足化學(xué)計量比的氧化物中缺陷平衡的影響非化學(xué)計量比晶體中雜質(zhì)對缺陷平衡的影響第四節(jié)晶體中點缺陷的擴散與分布擴散基本定律點缺陷的擴散機制缺陷平衡動力學(xué)及分布第三章熱敏陶瓷及熱敏元件（5學(xué)時）第一節(jié)熱敏電阻BaTiO3的PTC效應(yīng)PTC效應(yīng)的理論分析NTC熱敏電阻（晶體結(jié)構(gòu)、機理）第二節(jié)熱電偶熱電效應(yīng)接觸電勢溫差電勢熱電偶第四章半導(dǎo)體氣體敏感元件（8學(xué)時）第一節(jié)氣敏元件概述氣敏元件的應(yīng)用氣敏元件的特點氣敏元件的種類第二節(jié)氣敏元件的基本結(jié)構(gòu)及特性氣敏元件的基本結(jié)構(gòu)氣敏元件的基本特性第三節(jié)表面電導(dǎo)型氣敏元件的工作原理常用的氣敏材料（SnO2、ZnO、WO3）表面電導(dǎo)型氣敏元件的工作原理第四節(jié)體電導(dǎo)型氣敏元件的工作原理氧化鐵的幾種形態(tài)體電導(dǎo)型氣敏元件的工作原理第五節(jié)氣敏元件的制作工藝氣敏材料的制備氣敏元件的制作氣敏元件的摻雜改性第六節(jié)離子導(dǎo)電型氧敏器件ZrO2的基本性質(zhì)ZrO2氧敏器件工作原理氧敏器件的應(yīng)用第五章濕度敏感器件（4學(xué)時）第一節(jié)概述濕度測量的意義濕度的表征濕度的測量方法第二節(jié)濕敏器件的基本特性感濕特性曲線濕滯回差濕度溫度特性第三節(jié)陶瓷濕度敏感器件濕敏器件的結(jié)構(gòu)陶瓷濕敏器件的工作原理實例（MgCr2O4-TiO2）第四節(jié)有機高分子濕敏器件高分子濕敏器件的感濕機理實例（聚苯乙烯磺酸鋰濕敏器件）高分子電容式濕敏器件第六章光敏及光電器件（8學(xué)時）第一節(jié)概述光敏及光電器件的應(yīng)用光敏及光電器件的基礎(chǔ)及內(nèi)涵第二節(jié)半導(dǎo)體中光的吸收及光電效應(yīng)半導(dǎo)體中光的吸收光電效應(yīng)第三節(jié)光電導(dǎo)型光敏器件光電導(dǎo)型光敏器件的工作原理PbS多晶光敏器件CdS光敏器件第四節(jié)光伏效應(yīng)型光敏器件硅光敏二極管的基本結(jié)構(gòu)硅光敏二極管的工作原理硅光敏二極管的特性第五節(jié)半導(dǎo)體激光器自發(fā)輻射與受激輻射半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生條件半導(dǎo)體激光器工作原理激光器對材料的要求激光器的主要特性第七章光纖及光纖傳感器（5學(xué)時）第一節(jié)光導(dǎo)纖維及其特性光纖的基本結(jié)構(gòu)及類型光在光纖中的傳播與損耗第二節(jié)光纖材料及制備光纖材料石英光纖的制備方法其他光纖第三節(jié)光的調(diào)制與解調(diào)光強調(diào)制與解調(diào)偏振調(diào)制與解調(diào)相位調(diào)制與解調(diào)第四節(jié)光纖傳感器實例光強調(diào)制型壓力傳感器相位調(diào)制型溫度傳感器偏振調(diào)制型電流傳感器第八章壓力傳感器（1.5學(xué)時）第一節(jié)壓阻式壓力傳感器的工作原理壓阻效應(yīng)壓力傳感器的理論分析第二