半导体功能材料设计  080501M04005H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:骆军委,杨身园,邓惠雄
授课时间: 星期二,第1、2 节
授课地点: 教一楼409
授课周次: 1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16
授课时间: 星期四,第1、2 节
授课地点: 教一楼409
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16
课程编号: 080501M04005H 课时: 60 学分: 4.00
课程属性: 专业核心课 主讲教师:骆军委,杨身园,邓惠雄 助教:
英文名称: Design for semiconductor functional materials 召集人:

教学目的、要求

本课程为材料学科各专业硕士生和博士生的学科核心课,详细介绍一线科研人员从事半导体功能材料设计所获得的丰富研究经验、研究方法和研究思想,通过讲解不同的研究案例,深入介绍半导体光电材料、新能源材料、量子材料、合金材料设计的一些最新技术和方法,介绍当前半导体材料设计所需的基本能带理论和固体群论等知识,主要授课对象是从事半导体光电和微电子研究的学生,凝聚态物理专业的学生也可选学,通过此课程完成半导体材料设计方面的基本训练,培养科研问题的提炼和解决能力。讲课内容包括计算方法和工具、半导体能带理论、半导体电子结构、掺杂和缺陷、表面与界面物理、自旋轨道耦合效应、半导体发光机制、低维量子结构等。

预修课程

量子力学、固体物理

教 材

Peter Y. Yu and Manuel Cardona, “Fundamentals of Semiconductors Physics and Materials Properties” (Springer Berlin Heidelberg New York, 2005). 

主要内容

第一章 固体能带理论(6学时):群论在能带结构中的应用;k·p有效质量近似方法计算能带结构;紧束缚近似方法计算能带结构;硅形成间接带隙的物理机制。第二章 低维半导体量子材料(6学时):电子性质;激子性质;群论分析量子点发光。第三章 激光和探测材料设计(4学时):量子级联激光器;超晶格探测器。第四章 硅基信息功能材料设计(4学时):硅基发光材料设计;硅量子计算材料设计。第五章 晶体结构和固体结合(4学时)。第六章 半导体合金、掺杂与缺陷物理(12学时):半导体合金;半导体掺杂;半导体缺陷。第七章 新能源材料设计(6学时):光催化分解水制氢半导体材料理论预言;热电材料理论预言;太阳能电池材料。第八章 半导体表面与界面(16学时):半导体表面稳定性的一般原则和电子计数模型;元素半导体和化合物半导体的表面弛豫和再构;半导体/半导体界面;半导体/金属界面;典型半导体界面体系;理论模拟方法。期末考试(2个学时)。

参考文献

1.黄昆编著,《固体物理学》,北京大学出版社,2009年. 2. S.M. Sze and K.K. Ng, “Physics of Semiconductor Devices” (John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2007).