有机半导体异质结 晶态有机半导体材料与器件(闫东航,王海波,杜宝勋著)思维导图

《半导体物理学》课程教案大纲一、课程说明（一）课程名称：《半导体物理学》所属专业：物理学（电子材料和器件工程方向）课程性质：专业课学分：学分（二）课程简介、目标与任务：《半导体物理学》是物理学专业（电子材料和器件工程方向）本科生的一门必修课程。

通过学习本课程，使学生掌握半导体物理学中的基本概念、基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应解决实际问题的能力，同时为后继课程的学习奠定基础。

本课程的任务是从微观上解释发生在半导体中的宏观物理现象，研究并揭示微观机理；重点学习半导体中的电子状态及载流子的统计分布规律，学习半导体中载流子的输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中所发生的宏观物理现象；学习半导体的基本结构及其表面、界面问题。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：本课程的先修课程包括热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学，学生应掌握这些先修课程中必要的知识。

通过本课程的学习为后继《半导体器件》、《晶体管原理》等课程的学习奠定基础。

（四）教材与主要参考书：［］刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学（第版）［］. 北京：电子工业出版社. .［］黄昆,谢希德. 半导体物理学［］. 北京：科学出版社. .［］叶良修.半导体物理学（第版）［］. 上册. 北京：高等教育出版社. .［］. . , ( .), , , .二、课程内容与安排第一章半导体中的电子状态第一节半导体的晶格结构和结合性质第二节半导体中的电子状态和能带第三节半导体中电子的运动有效质量第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振第六节硅和锗的能带结构第七节族化合物半导体的能带结构第八节族化合物半导体的能带结构第九节合金的能带第十节宽禁带半导体材料（一）教案方法与学时分配课堂讲授，大约学时。

限于学时，第节可不讲授，学生可自学。

（二）内容及基本要求本章将先修课程《固体物理学》中所学的晶体结构、单电子近似和能带的知识应用到半导体中，要求深入理解并重点掌握半导体中的电子状态（导带、价带、禁带及其宽度）；掌握有效质量、空穴的概念以及硅和砷化镓的能带结构；了解回旋共振实验的目的、意义和原理。

半导体物理50本书1、半导体激光器基础633/Q003 (日)栖原敏明著科学出版社;共立出版2002.72、半导体异质结物理211/Y78虞丽生编著科学出版社1990.53、超高速光器件9/Z043 (日)斋藤富士郎著科学出版社;共立出版2002.74、半导体超晶格物理214/X26夏建白，朱邦芬著上海科学技术出版社19955、半导体器件:物理与工艺6/S52 (美)施敏(S.M.Sze)著科学出版社1992.56、材料科学与技术丛书.第16卷,半导体工艺5/K035(美)R.W.卡恩等主编科学出版社19997、光波导理论与技术95/L325李玉权,崔敏编著人民邮电出版社2002.128、半导体光学性质240.3/S44沈学础著科学出版社1992.69、半导体硅基材料及其光波导571.2/Z43赵策洲电子工业出版社199710半导体器件的材料物理学基础612/C49陈治明，王建农著科学出版社1999.511、半导体导波光学器件理论及技术666/Z43赵策洲著国防工业出版社1998.612、半导体光电子学631/H74黄德修编著电子科技大学出版社1989.913、分子束外延和异质结构523.4/Z33 <美>张立刚，<联邦德国>克劳斯·普洛格著复旦大学出版社1988.614、半导体超晶格材料及其应用211.1/K24康昌鹤，杨树人编著国防工业出版社1995.1215、现代半导体器件物理612/S498 (美)施敏主编科学出版社2001.616、外延生长技术523.4/Y28杨树人国防工业出版社1992.717、半导体激光器633/J364江剑平编著电子工业出版社2000.218、半导体光谱和光学性质240.3/S44(2)沈学础著科学出版社200219、超高速化合物半导体器件572/X54谢永桂主编宇航出版社1998.720、半导体器件物理612/Y75余秉才，姚杰编著中山大学出版社1989.621、半导体激光器原理633/D807杜宝勋著兵器工业出版社2001.622、电子薄膜科学524/D77 <美>杜经宁等著科学出版社1997.223、半导体超晶格─材料与应用211.1/H75黄和鸾，郭丽伟编著辽宁大学出版社1992.624、半导体激光器及其应用633/H827黄德修，刘雪峰编著国防工业出版社1999.525、现代半导体物理O47/X172夏建白编著北京大学出版社200026、半导体的电子结构与性能22/Y628 <英>W.施罗特尔主编科学出版社200127、半导体光电子技术9/Y770余金中编著化学工业出版社2003.428、半导体器件研究与进展.三6/W36/3王守武主编科学出版社1995.1029、国家自然科学基金重大项目“半导体光子集成基础研究”学术论文集:项目编号：69896260(2001.7-2002.5)638/G936/2001-022002.630、半导体激光器件物理学665/T23 <英>G.H.V.汤普森著电子工业出版社198931、半导体的检测与分析34/Z66中国科学院半导体研究所理化分析中心研究室编著科学出版社198632、材料分析测试技术:材料X射线衍射与电子显微分析55/Z78周玉,武高耀编著哈尔滨工业大学出版社1998.833、光纤通信用光电子器件和组件TN929.11/H800.2黄章勇编著北京邮电大学出版社200134、硅微机械加工技术571.2/H76黄庆安科学出版社1996.35、X射线结构分析与材料性能表征O72/T49滕凤恩科学出版社1997.1236、非线性光学频率变换及激光调谐技术O436.8/Y35姚建铨科学出版社;1995.337、半导体光检测器631.5/Z22 (美)W.T.Tsang主编电子工业出版社1992.338、介观物理O462/Y17阎守胜,甘子钊主编北京大学出版社1995.439、人工物性剪裁:半导体超晶格物理、材料及新器件结构的探索211.1/Z57郑厚植编著湖南科学技术出版社1997.40、光学薄膜原理O437.14/L63林永昌,卢维强编著国防工业出版社199041、半导体物理学2/L71B刘恩科，朱秉升等编国防工业出版社1979.1242、半导体物理学2/L33李名复著科学出版社1991.243、半导体物理与器件2/X58忻贤坤编著上海科学技术文献出版社1996.244、砷化镓微波功率声效应晶体管及其集成电路624.26/L35李效白编著科学出版社1998.245、半导体测试技术55/S98孙以材编著冶金工业出版社1984.1046、X射线衍射与电子显微分析基础O439.634/M18马咸尧主编华中理工大学出版社1993.847、砷化镓的性质572.162/Y14亚当斯.A.R.等著科学出版社199048、高等激光物理学O45/L31李福利编著中国科技大学出版社1992.849、半导体器件工艺616/D52电子工业半导体专业工人技术教材编写组上海科学技术文献出版社1984.150、凝聚态物理学新论O462.031/F61N冯端,金国钧著上海科学技术出版社1992.12“压力传感器的设计制造与应用”目录压力传感器的设计制造与应用作者：孙以材出版：北京冶金工业出版社2000 年出版尺寸：20cmISBN：7-5024-2400-8形态：615 页- 107 章节定价：CNY40.00附注：河北省教育委员会学术著作出版基金资助浏览：在线阅读全文下载摘要本书主要介绍压阻型压力传感器的原理、弹性力学应力机械加工到芯片封接与引线;介绍压力传感器的技术特性、选用及各种热漂移补偿技术等。

新能源材料与器件专业中“半导体物理与器件”课程教学黄妞孙盼盼倪世兵孙小华（三峡大学材料与化工学院湖北·宜昌443002）摘要“半导体物理与器件”在以半导体材料为基础的新型光电、能量存储与转换领域人才的知识结构中具有重要基础地位。

本文从该课程在新能源材料与器件专业中的教学现状出发，对该专业的“半导体物理与器件”教学内容、方法、手段和考核形式做了些思考与实践。

关键词半导体物理半导体器件课程教学中图分类号：G647文献标识码：A2010年，教育部批准全国15所高校设置“新能源材料与器件”国家战略性新兴产业专业。

2011年三峡大学获批建设第二批新能源材料与器件本科专业并于2012年招生。

虽然多数开设该专业的学校都设置了“半导体物理与器件”作为专业核心课程，但如何建设促进该专业发展，促进新能源产业应用技术人才发展的课程，在该课程建设实践中有许多值得研究和探讨的问题。

结合“半导体物理与器件”知识点多理论性强应用面广，新能源材料与器件专业考研就业面分散，并结合三峡大学该专业软件、实验实践平台条件，浅谈如何整合资源优化教学内容，丰富教学手段和考核形式，提高教学质量。

1“半导体物理与器件”课程及教学现状我校新能源材料与器件的“半导体物理与器件”课程采用陈治明等《半导体物理学简明教程》为教材。

综合教材特点与教学实践情况，对该课程教学存在的问题归纳如下：1.1教材知识点多理论性强，学生很难吃透知识点教材内容包括半导体物质结构和能带、载流子及其输运、非平衡态、PN结、金-半接触、异质结和纳米结构、半导体表面与MIS结构、其它半导体效应。

编者前言中提到“大体上，讲完全书至少需要80学时。

学时不足50的情况下可只讲前3章或前4章，学时稍有富余则可依次后延”。

我校新能源材料与器件专业该课程为40理论学时，学时不足学生很难掌握知识点。

课程涉及内容广、概念多且抽象，知识点关联性强，物理模型推导复杂。

一方面，学习该门课程所必需的量子力学初步和固体物理基础内容都为较难课程，许多同学存在知识结构断层。

高迁移率有机半导体材料与器件的研究2023国家自然科学奖1. 引言1.1 概述随着信息技术的迅速发展，有机半导体材料作为一种新型材料，引起了广泛的关注和研究。

高迁移率有机半导体材料是近年来研究的热点之一，其在电子器件领域具有广阔的应用前景。

本文将重点探讨高迁移率有机半导体材料与器件的研究，并对2023国家自然科学奖对该领域研究的支持和影响进行分析。

1.2 研究背景传统的硅基半导体材料具有成熟稳定的性能和制备工艺，但在柔性电子、可穿戴设备等领域存在局限性。

相比之下，有机半导体材料具有轻质、柔性可弯曲、低成本等优势，因此被认为是未来电子器件发展的重要方向之一。

然而，传统有机半导体材料通常具有较低的载流子迁移率，限制了其在高性能电子器件中的应用。

为了解决这个问题，高迁移率有机半导体材料被提出并广泛研究，以期实现高性能有机器件的制备。

1.3 目的和意义本文旨在系统地介绍高迁移率有机半导体材料及其相关器件的研究进展，并探讨其在电子器件领域的应用前景。

同时，文章将对2023年国家自然科学奖对于该领域研究的支持和影响进行分析，以便更好地了解该领域的最新发展和未来趋势。

相信通过本文的阐述，可以进一步推动高迁移率有机半导体材料与器件的研究，在相关领域取得更多重要突破，并为推动我国信息技术产业发展贡献力量。

以上是“1. 引言”部分内容，接下来将详细阐述“2. 高迁移率有机半导体材料的特点与应用”的相关内容。

2. 高迁移率有机半导体材料的特点与应用2.1 高迁移率有机半导体材料的概念高迁移率有机半导体材料是一类具有高电子或空穴迁移率的有机化合物。

相比传统无机半导体材料，高迁移率有机半导体材料在电子输运速度、可加工性和柔性等方面具备显著优势。

这些材料通常由有机分子或聚合物构成，其分子结构可以被调控和设计以实现更高的载流子迁移率。

2.2 材料特性与性能分析高迁移率有机半导体材料展示了许多独特的特性和优良的性能，使其在各种领域中拥有广泛的应用前景。

《半导体物理与器件》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：半导体物理与器件英文名称：Semiconductor Physics and Devices二、课程代码及性质专业选修课程三、学时与学分总学时：40学分：2.5四、先修课程《量子力学》、《统计物理》、《固体物理》、《电路原理》五、授课对象本课程面向功能材料专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是功能材料专业的选修课之一，其教学目的包括：1、能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂半导体物理与器件相关工程问题，获得有效结论。

2、掌握半导体物理与器件相关问题的特征，以及解决复杂工程问题的方法。

3、掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法；具备应用各类文献、信息及资料进行半导体物理与器件领域工程实践的能力。

4、了解半导体物理与器件的专业特征、学科前沿和发展趋势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。

5、了解半导体物理与器件领域及其相关行业的国内外的技术现状，具有较强的业务沟通能力与竞争能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点课程重点：（1）掌握能带理论以及从能带理论的角度分析半导体的导电机制；熟悉半导体中电子的状态及其运动规律；熟悉实际半导体中的杂质和缺陷的种类、性质及其作用；掌握并且会计算热平衡状态下载流子的浓度问题以及非平衡载流子的概念、产生及其随时间的演化规律（寿命问题）；掌握载流子的几种输运机制。

（2）理解和熟悉PN结及其能带图；掌握PN结的电流-电压特性以及电容-电压特性；熟悉PN结的三种击穿机理；理解和掌握PN结二极管的工作原理。

（3）在对PN结二极管工作原理分析的基础上，学会将此分析进行合理的拓宽，即从单结/两端二极管发展到双结/三端晶体管；掌握双极型晶体管（BJT）的基本概念、符号的定义、工作原理的定性分析以及关键的关系表达式等。

（4）系统地了解和掌握MOSFET的基本工作原理与物理机制；掌握MOSFET器件的主要结构形式、工作特性和有关的物理概念；熟悉MOSFET的电容-电压特性、伏-安特性及其交流效应，并能掌握主要参数和特性的分析与计算方法；了解半导体器件制备的方法、过程及几个器件制备的实例。

《半导体材料与器件》课程教学大纲课程编号：课程名称：半导体材料与器件英文名称： Semiconductor materials and devices课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2 （讲课学时：32 ）适用专业：功能材料一、课程性质与任务半导体材料与器件是现代自动化、微电子学、计算机、通讯等设备仪器研制生产的基础材料及核心部件，具有专门的生产设备、工艺和方法，在现代各方面得到大量的研究和应用，半导体材料与器件是功能材料工程专业一门主要的专业方向课。

通过本课程的学习使学生掌握半导体材料与器件的基础理论、主要的生产技术、工艺原理和方法。

为今后从事相关工作奠定良好的基础。

二、课程与其他课程的联系本课程涉及功能材料的晶体结构和物理性能，应在《材料科学基础》《功能材料物理基础》和《材料物理化学》课程之后进行授课。

三、课程教学目标1.掌握半导体材料物理的基本理论，硅、信和化合物半导体材料结构和性能。

（支撑毕业能力要求1, 4, 5）2.了解和掌握常见半导体材料的结构与性能的关系，能够正确选择和使用半导体材料，能够提高和改善常见半导体材料的相关性能。

（支撑毕业能力要求1, 3, 4, 5, 7）3.掌握利用各种电子材料制备双极性晶体管、MOS场效应晶体管、结型场效应晶体管及金属-半导体场效应晶体管、功率MOS场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管IGBT、LED和厚、薄膜集成电路的技术及生产工艺，能够对设计和实验结果进行综合分析。

（支撑毕业能力要求3, 4, 5, 12）4.能够使学生充分利用所学的半导体材料知识，在半导体和微电子材料领域研究、开发、生产高质量器件，为信息行业发展提供基础硬件支持，为国民经济服务。

（支撑毕业能力要求3, 4, 5, 7）四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）无六、教学方法本课程以课堂理论教学为主，通过理论讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解授课的基本内容，结合完成作业等教学手段和形式完成课程教学任务。

“半导体物理器件”课程思政建设方法王少熙，汪钰成，李伟（西北工业大学微电子学院，陕西西安710072）［摘要］价值塑造、能力培养、知识传授三位一体模式是我国人才培养的重要内涵，是培养微电子拔尖领军人才的重要手段。

立德树人、用新时代特色社会主义思想铸魂育人、培养学生的家国情怀是根本任务；具有坚实的专业基础、创新精神、专业发展最新理解并具备实践能力是重要手段；通过课程平台的构建，打好扎实的工程理论知识，完成专业传授是核心内容。

然而半导体物理与器件传统教学存在理论深、理解难、重视知识传授、缺乏与价值塑造和能力培养的有机融合。

通过结合半导体物理与器件的知识点，提炼课程思政元素，从多角度融合课程思政内容，同时注重课程思政的有效性和长效性，有效地实现价值塑造、能力培养和知识传授的融合人才培养。

［关键词］半导体物理；器件；课程思政；思政元素；融合人才［基金项目］2021年度西北工业大学半导体物理器件“课程思政”示范课程（202161）［作者简介］王少熙（1981—），男，江西九江人，博士，西北工业大学微电子学院副教授（通信作者），主要从事微电子可靠性、集成电路与系统和生物微电子研究；汪钰成（1993—），男，湖北黄冈人，博士，西北工业大学微电子学院副教授，主要从事生物微电子，新型半导体器件机理和应用研究；李伟（1990—），男，甘肃定西人，博士，西北工业大学微电子学院副教授，主要从事生物微电子，二维材料特性和应用研究。

［中图分类号］G642［文献标识码］A ［文章编号］1674-9324（2021）42-0105-04［收稿日期］2021-05-24一、引言在当前世界不断发展变迁的环境下，作为人才培养的核心内容，塑造具备家国情怀的合格人才具有重要的作用和意义。

如何培养人才、培养什么样的人才、为谁培养人才是教育工作者需要明确认识的事情。

人才的培养不仅在于科学体系知识的传授，更要塑造合格的灵魂，引导学生胸怀家国情怀，才能更好地实现自我光明的未来，才能体现人生的价值和意义。