关于博士生专业课半导体激光器的设计理论的选课通(精)

附件2：《半导体光电子材料与器件》教学大纲（理论课程及实验课程适用）一、课程信息课程名称（中文）：半导体光电子材料与器件课程名称（英文）：Semiconductor Optoelectronic materials and devices课程类别：选修课课程性质：专业方向课计划学时：32（其中课内学时：40 ，课外学时：0）计划学分：2先修课程：量子力学、物理光学、固体物理、激光原理与技术、半导体物理等选用教材：《半导体物理学简明教程》，孟庆巨胡云峰等编著，电子工业出版社，2014年6月，非自编；普通高等教育“十二五”规划教材，电子科学与技术专业规划教材开课院部：理学院适用专业：光电信息科学与工程、微电子学等专业课程负责人：梁春雷课程网站：无二、课程简介（中英文）《半导体光电子材料与器件》是光电信息科学与工程本科专业的专业课。

学习本课程之前，要求学生已经具有量子力学、热力学与统计物理、固体物理和半导体物理方面的知识。

本课程论述基于电子的微观运动规律为基础的各种半导体器件的工作原理。

其核心内容是硅光电子器件的工作原理和设计方法。

本课程的目的是让学生了解和掌握半导体器件相关的物理知识，熟练掌握各种常见半导体器件参数与器件的结构参数和材料参数之间的关系。

能够使用典型的光电子器件进行光电探测。

初步具备新型器件的跟踪研究能力和自主开发能力。

Semiconductor Optoelectronic Materials and Devices is the course designed for the undergraduate students of optoelectronic information science and engineering specialty. Before taking this class, the students are required to have the knowledge of quantum mechanics, thermodynamics and statistical physics, solid state physics and semiconductor physics.The class will discuss the principles of working of all kinds of Semiconductor devices based on the microscopic movement of electron. The main content will be the principle of working and the method of design of optoelectronic devices base on silicon. The purpose is to let the students understand and master physical knowledge related to the semiconductor devices, skillfully master all kinds of relations of semiconductor devices parameters with structural parameter and material parameter. The students are requires to be able to employ some typical devices for photoelectric detection, also they will be able to have the basic ability to follow and develop new devices.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1 工程知识本课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。

080400仪器科学与技术博士生培养方案（中文）附件2仪器科学与技术学科博士生培养方案学科代码：080400 校内编号：B20203一级学科：仪器科学与技术培养单位：精仪学院一、学科简介与研究方向仪器科学与技术学科属信息科学技术学科领域，研究信息的获取、处理、以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科，主要探讨和研究测量理论和测量方法、各种类型测量仪器、测控系统的工作原理、设计方法和应用技术。

仪器科学与技术学科现是国家重点一级学科，2012年全国学科排名第三，下设测试计量技术与仪器、精仪仪器及机械两个二级学科。

本学科始建立于1952年，是全国最早成立的仪器类专业，是国务院学位委员会第一批批准建立的博士、硕士学位授予单位和博士后流动站；是教育部高等学校仪器科学与技术教学指导委员会主任委员单位；是国家“211工程”重点建设学科，是教育部“985工程”国家一级创新平台。

近几年科研成果丰硕，获国家发明二等奖1项，国家科技进步二等奖3项。

研究方向包括：激光及光电测试技术、微纳测试与制造技术、精密测控技术及仪器智能化、生物光学检测技术、传感及测量信息技术、制造质量控制技术等。

二、培养目标以培养仪器科学与技术学科高层次创造性人才为目标。

要求掌握本学科领域坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，能够独立地、创造性地从事科学研究工作，而且要具有主持较大型科研、技术开发项目的能力，并具有良好的科研道德和敬业精神。

三、培养方式及学习年限普通博士生培养方案包括理论学习及助教实习等部分，基本学习年限为4年，硕博连读生（含硕士生阶段）的基本学习年限为5年。

四、课程设置与学分要求博士生在学期间课程学习的总学分应不少于16学分。

其中，学位课不少于6学分，必修环节不少于3学分，选修课不少于7学分，应至少选修1门跨一级学科的课程，至少有2个学分全英文课程。

半导体激光器设计理论I. 速率方程理论 (郭长志, LT1-1C3.doc , 11 Oct. 2007)§1.2-2 突变同型异质结的库莫(Kumer )理论[13, 14, 5]同型异质结积累区的空间电荷分布和电势分布，除了可以求解泊松方程得 出之外，还可以由归一化势能积分得出。

从而可以准解析地得出其两边的内建电 场F 和总电荷Q 。

对于如图1.2-5(a ) 所示的n-N 结其 带阶为：021≥∆=-=∆χχχc E (1.2-2a )()()c g g g v E E E E E ∆-∆=---=∆2112χχ(1.2-2b )这里的 ∆χ ≥ 0是由于定义 χ1 和 χ2 分 别是窄带隙和宽带隙的电子亲和势。

§1.2-2A n-N 同型异质结在无偏压的平衡情况下内建势能为：2112c c c c c d e E F F V q δδ-+∆=-=()()2211c c c c c F E F E E ---+∆= (1.2-2c ')⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=2211ln ln c d B c d B c N N T k N N T k E ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=1221ln c d c d B c N N N N T k E (1.2-2c )真空能级- + χ2 Φ2χ1 Φ1 ∆E c δc2 E c2 E c1 q e V D q e V D2 F c2F c1 q e V D1 δc1 E FE g1 E g2E v1 ∆E v其中后两式采用了非简并统计近似。

由(1.2-2c ',b )，远离结区的带边之差分别为：()0211221<+∆-=∆-=∆--=-d e c d e c d e c c c c c V q E V q E V q E F F E E (1.2-2d )()()()v d e d e v d e g c c g c g c v v E V q V q E V q E E E E E E E E E ∆++=∆+=∆+-=---=-2121221121 (1.2-2e )电荷密度分布为：()[]p n N q x de +-=+ρ[]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=-≈-1T k E F d c d e d e B cc e N N N q n N q (1.2-2f ) 电势方程为：()+=-=dxd F dx dF F dx d dx d F εεεϕ,g ) 泊松方程为：()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=-=→=-1022T k E F d c de B cc e N N N q x dx xd dx d εερϕε (1.2-2h ) n -和N -半导体接触并达到平衡时,其能带图将如图1.2-5(b )所示。

电子信息专业学位博士研究生培养方案（代码：085400授电子信息博士学位）一、培养目标致力于培养德智体美劳全面发展，热爱祖国，拥护中国共产党的领导，遵纪守法，品行端正，遵守学术规范，具备严谨求实、开拓进取的科学态度和学风，从事本专业的理论和应用研究的高级人才。

紧密结合我国经济社会和科技发展需求，面向电子信息企业（行业）工程实际，坚持以立德树人为根本，培育和践行社会主义核心价值观，培养在电子与信息工程类别掌握坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识，具备解决复杂工程技术问题、进行工程技术创新、组织工程技术研究开发工作等能力，具有高度社会责任感的高层次工程技术人才为培养造就工程技术领军人才奠定基础。

具体要求如下：1.具有高度的社会责任感；服务科技进步和社会发展；恪守学术道德规范和工程伦理规范。

2.掌握电子信息工程类别坚实宽广的基础理论、系统深入的专门知识和工程技术基础知识；熟悉电子信息工程类别的发展趋势与前沿，掌握相关的人文社科及工程管理知识；熟练掌握一门外国语。

3.具备解决复杂工程技术问题、进行工程技术创新、组织工程技术研究开发工作的能力及良好的沟通协调能力，具备国际视野和跨文化交流能力。

二、主要研究方向1.新一代电子信息技术（含量子技术等）2.通信工程（含宽带网络、移动通信等）3.集成电路工程4.计算机技术5.软件工程6.控制工程7.光电信息工程8.生物医学工程9.人工智能10.大数据技术与工程I1网络与信息安全三、学习年限及培养方式本类别（领域）硕士起点的专业学位博士研究生的基本学习年限为上年，最长学习年限（含休学）不超过乙年。

培养方式为全日制，非定向、定向O四、课程设置及学分分配电子信息专业学位博士研究生课程设置专业实践环节是工程博士专业学位研究生培养过程中的重要环节，通过实践环节应达到：熟悉本领域的工作流程和相关职业及技术规范，具有很强的实践研究和技术创新能力，能够独立组织并承担重大科技项目或产品的研发与开发工作。

《机械工程》专业攻读博士学位课程课程学习博士生在校应修满12学分。

第一外国语为非英语的博士研究生，必须选修英语作为第二外国语。

《仪器科学与技术》专业攻读博士学位课程课程学习博士生在校学习阶段包括课程学习及必修环节两部分，修满至少12学分。

第一外国语为非英语的博士研究生,必须选修英语作为第二外国语。

必修环节2学分：讲座选听1学分；学位论文选题报告1学分。

《材料科学与工程》专业攻读博士学位课程课程学习博士学位核心课程：1、科技革命与马克思主义2、第一外国语3、材料研究创新学4、材料热力学5、材料力学行为6、材料表面工程7、非金属材料的设计与优化8、高新技术材9、材料科学前沿10、材料物理11、材料化学12、现代凝固学13、传输原理14、焊接传热传质15、焊接物理冶金16、结合力学分析17、焊接过程数值分析学分要求：学位课程至少10学分，其中科技革命与马克思主义、第一外国语、材料科学前沿为必选课程。

总学分为12学分，10学分（课程学习环节）+2学分（必修环节）《动力工程及工程热物理》专业攻读博士学位课程课程学习1、博士生在校学习阶段包括课程学习及必修环节两部分，修满至少12学分，其中学位必修课4学分，必修环节2学分，其他为学位选修课。

第一外国语为非英语的博士生必须选英语为第二外国语，第二外国语在必修的12学分外记2学分。

2、学位必修课4学分包括：（1）第一外国语：2学分（其中：基础部分1学分，专业部分1学分）（2）科技革命与马克思主义：2学分3、必修环节2学分包括：讲座选听 1学分学位论文选题报告1学分4、博士学位核心课程1．流体力学的近代进展2．燃烧学的近代进展3．多相流及其进展4．计算传热学的近代进展5．偏微分方程的现代数值解法6．制冷、空调、热泵中的CFCs的替代7．洁净燃烧及污染防治进展8．热力学的近代进展9．低温机械与系统的工作过程10．流体机械计算流体动力学11．压缩机现代理论方法12．叶轮机械气动热力学13．多相流动力学基础14．化工过程综合与优化《核科学与工程》专业攻读博士学位课程课程学习博士生在校学习阶段包括课程学习及必修环节两部分，修满至少12学分，其中学位必修课4学分，必修环节2学分，其他这学位选修课。