2012 半导体物理教学大纲

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1、《半导体物理教学大纲》课程教学大纲课程代码：09093019课程英文名称：Physicsofsemiconductor课程总学时：32讲课：32实验：0上机：0适用专业：光信息科学与技术，信息显示与光电技术大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是光信息科学与技术专业的一门选修专业课，通过本课程的学习，可以使学生获得半导体物理的基本概念和基本规律,培养学生分析和应用半导体各种物理效应的能力，了解半导体性质以及受外界因素的影响及其变化规律。从微观的角度解释发生在半导体中的宏观物理现象；重点学习半导体中发光现象；本课

2、程注重培养学生理论联系实际的能力、科学研究的思想方法、创新能力以及工程实践能力等。为毕业生从事光电子及其相关学科的科学研究、工程设计奠定扎实的理论与实践基础。是进一步学习《光电检测原理与技术》，《发光材料与显示》和《激光器件与技术》等后继课程的基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求知识方面的基本要求通过本科程的学习，使学生掌握：1半导体基本性质，包括：半导体晶体结构、能带和导电机制。2半导体中的杂质和杂质能级，N型和P型半导体、费米能级。3半导体PN结和半导体发光机制及发光器件能力方面的基本要求通过本科程的学习，培养学生1具有空间想象能力和自学能力，

3、锻炼思维能力。2有综合运用所学知识分析和解决问题的能力技能方面的基本要求通过本课程的学习，使学生获得1．应用半导体元件的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能。2．设计半导体光电器件的技能。（三）实施说明1．按照学生的理解能力灵活实施教学过程。2．丰富教学方式，通过展示半导体光电器件，活跃教学气氛，提高教学质量3．注意知识的内在联系，启发学生独立思考，解决问题能力（四）对先修课的要求本课的先修课程：《基础物理》（五）对习题课、实验环节的要求1对习题课的要求各章内容学习结束后，根据教材内容选择习题，布置习题作业，根据习题的完成质量，随堂讲解各章重点习题，期

4、末总复习全面讲解。（六）课程考核方式1计分制：百分制2总评成绩构成：平时成绩（20）％；期末成绩（80）％;（1）平时成绩构成：作业（50）％；出勤（50）％；（2）期末成绩：考核形式闭卷笔试（七）主要参考书目:1《半导体物理学》，刘恩科，朱秉升，罗晋生编著，电子工业出版社，出版时间2008.5。2《半导体器件物理》，(美)施敏(S.M.Sze)，伍国钰（KWOKK.NG）主编，西安交通大学出版社，出版时间，2008.6。二、中文摘要半导体物理研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科。是固体物理学的一个分支。本课程论述了半导体物理

5、的基础知识，以固体电子论和能带理论为基础，主要研究半导体的电子状态，半导体的导电性、非平衡载流子、半导体的光电效应及其在半导体PN结在光电器件上的应用。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1半导体中的基本性质771.1半导体材料特征和结合性质31.2半导体的能带和导电机制42平衡态半导体的物理基础442.1本征半导体和本征费米能级22.2半导体中的掺杂和杂质能级，施主和受主23半导体的导电性和非平衡载流子663.1半导体的导电性43.2非平衡载流子的产生与复合24半导体PN结和发光现象15154.1PN结及其能带图24.2PN结电流电压特性44

6、.3半导体的光吸收，本征吸收，直接跃迁和间接跃迁24.4PN结的光生伏特效应24.5半导体发光，辐射跃迁，发光效率，电致发光激发机制24.6半导体激光，半导体异质结在光电子器件中的应用3合计3232四、教学内容及基本要求第1部分半导体中的基本性质总学时(单位：学时):7讲课:7实验:0上机:0第1.1部分半导体材料特征和结合性质（讲课3学时）具体内容:1)明确本课程的内容、性质和任务；2)了解半导体的晶体结构；3)理解半导体中的结合性质；重点:半导体的晶体结构第1.2部分半导体的能带（讲课4学时）具体内容:1)原子的能级和晶体的能带；2)半导体中电子的状

7、态和能带；3)半导体的导电机制；重点:半导体的导电机制难点:半导体的能带第2部分平衡态半导体的物理基础总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第2.1部分本征半导体和本征费米能级（讲课2学时）具体内容:1)了解本征半导体，理解非本征半导体；2)掌握费米能级；第2.2部分半导体中的掺杂和杂质能级，施主和受主（讲课2学时）具体内容:1)了解半导体的掺杂技术；2)掌握施主和受主能级的产生；重点:掌握施主和受主能级的产生。难点：半导体的费米能级。习题:以As掺入Ge中为例，说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和n型半导体。第3部分半导体的导电性和非平衡载

8、流子总学时(单位：学时):6讲课:6实验:0上机:0第3.1部分半导体的导电性（