压电半导体纳米器件中的压电电子学  0702J1M05003H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:潘曹峰,胡卫国,翟俊宜
授课时间: 星期三,第3、4 节
授课地点: 教一楼134
授课周次: 6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20
课程编号: 0702J1M05003H 课时: 30 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:潘曹峰,胡卫国,翟俊宜 助教:鲍容容
英文名称: Piezotronics in Nanodevices of 3rd Semiconductors 召集人:

教学目的、要求

压电电子学和压电光电子学的基本概念和原理由王中林教授研究组分别于2007年和2010年首次提出。在人机界面、主动式传感器、主动式柔性电子学、微型机器人、智能电子签名、智能微纳机电系统以及能源技术等领域中,压电电子学和压电光电子学具有广阔的应用前景。该课程有助于学生了解该领域的基础问题和前沿进展,为培养相关专业的创新型人才奠定基础。
压电半导体纳米器件中的压电电子学是一门综合性很强的专业课程,涵盖压电半导体纳米材料的制备、器件组装与功能化、应力与压电场调控和应用。在课程的教学过程中,纳米效应将是贯穿始终的主线,学生应从纳米尺度基本的物理、化学和半导体器件物理,理解不压电电子学与压电光电子学效应对三代半导体器件的功能特性调控和应用。

预修课程

半导体器件、材料物理,纳米材料与器件

教 材

1. 《压电电子学和压电光电子学》,王中林等, 科学出版社, 2012
2. Zhong Lin Wang,Piezotronics and piezo-phototronics, Springer, 2012

主要内容

第一章 压电电子学和压电光电子学导论(约2学时)
1.1 导论
1.2 压电电子学效应及压电光电子学效应
第二章 纤锌矿结构半导体材料中的压电势(约3课时)
2.1 压电理论基础
2.2 横向弯曲纳米线的压电势
2.3 掺杂半导体纳米线中的平衡电势
第三章:压电电子学基本理论(约1课时)
3.1 压电势对金属-半导体接触的影响
3.2 压电势对pn结的影响
第四章: 压电电子学晶体管(约3课时)
4.1 压电电子学应变传感器
4.2 压电二极管
4.3 基于垂直纳米线的压电晶体管
第五章:压电电子学逻辑电路及运算操作 (约3课时)
5.1 应变门控晶体管
5.2 应变门控反相器
5.3 压电电子学逻辑运算
第六章:压电电子学机电存储器(约3课时)
6.1 机电存储原理与器件制备
6.2 机电存储器中的压电电子学效应
6.3 温度对储存器性能影响
第七章:压电光电子学理论(约1课时)
7.1 压电光电子学理论框架
7.2 压电光电子学效应对光电器件的影响
第八章:压电 光 电 子 学 效 应 在 光 电 池 中 的 应 用(约3课时)
8.1 金属半导体接触光电池
8.2 pn异质结太阳能电池
8.3 增强型硫化亚铜/硫化镉同轴纳米线太阳能电池
第九章:压 电 光 电 子 学 效 应 在 光 电 探 测 器 中 的 应 用(约3课时)
9.1 光电探测器基本原理与器件制备基础
9.2 压电光电子学效应对紫外光灵敏度的影响
9.3 压电光电子效应对可见光探测器灵敏度的影响
第十章:压 电 光 电 子 学 效 应 对 发 光 二 极 管 的 影 响(约3课时)
10.1 发光二极管基本原理与性能表征
10.2 压电效应对发光二极管效率的影响
10.3 压电光电子学效应对发光二极管的影响
第十一章:压 电 光 电 子 学 效 应 在 电 化 学 过 程 和 能 源 存 储 中 的 应 用(约3课时)
11.1 光化学过程的基本原理
11.2 压电势对光化学过程的影响
11.3 压电势对机械能到电化学能量转化过程的影响
复习与期末考试:2学时

参考文献