《光电子材料》课程教学大纲

《光电子材料》课程教学大纲课程名称（中文/英文）：光电子材料/Optoelectronicmaterials课程类别：专业课课程性质：专业任选课 适用专业：无机非金属材料工程学时数：24 其中：实验/上机学时：0学分数：1.5 考核方式：考查预修课程：普通物理、无机化学教学参考书：李玲编.光纤通信基础.国防科技大学出版社.1999赵凯华编.光学.北京大学出版社.1991李言荣编.电子材料导论.清华大学出版社.2001开课单位：纺织与材料工程学院 无机非金属材料工程系课程简介：使学生掌握光电子材料的相关知识，使学生具备有一定的基础和进一步自学的能力，适应未来社会和经济发展的需要。要求掌握光电子材料的概念、种类、制备方法、光电性质及基本原理。介绍光电子材料的基本概念和种类。阐述光电子材料在信息技术、能源与太阳能利用、医疗和国防领域中的应用。重点讲解稀土固体光电子材料和半导体光电子材料两部分。稀土固体光电子材料的讲授要使学生了解稀土离子的种类、电子能级以及在晶体和玻璃中的发光和激光特性，包括镧系稀土离子介绍、稀土离子光学吸收和可见发射、稀土离子的近红外发射及其在光通信和医学中的应用；半导体光电子材料部分介绍半导体材料种类、能带特征及光电性质，内容主要包括半导体材料的一般性能、锗和硅半导体材料、III-V族化合物半导体、II-VI族化合物半导体以及半导体材料的发光的机制和特点，重点介绍半导体材料的能带结构和半导体发光机理。介绍光学陶瓷与光学薄膜，重点讲解无机发光材料及其制备。简要介绍有机光电子材料内容包括有机物的光学性质、有机光敏材料、有机电致发光材料、有机非线性光学材料和有机光导材料等。本门课程对学生知识、能力和素质的培养目标：从光电子器件的实例入手，使学生对光电子材料对社会发展的重要性产生深刻认识，唤起学生学习光电子材料概念和原理的积极性。结合课程的讲解，发挥学生的主动思维，使学生在学习理论知识的基础上，敢于提出新观点和新方法，提升学生处理复杂问题的能力。通过课程的传授，使学生对光电子材料和器件的历史，现在和未来有一定程度的理解，初步具备进一步研发光电子领域新材料新设备的能力和素质，为将来更好服务社会做铺垫。第一章 光电子材料概论（2学时）教学目的和要求总体介绍光电子材料的种类和用途教学重点和难点光电子材料在国防和医疗中的应用教学内容一、信息技术与相关材料二、能源与太阳能利用与相关材料三、医疗、国防领域中的光电子材料第二章 稀土固体光电子材料（8学时）教学目的和要求使学生了解稀土离子的种类、电子能级以及在晶体和玻璃中的发光和激光特性教学重点和难点稀土离子的光学跃迁教学内容一、镧系稀土离子1.镧系稀土离子的种类稀土离子的能级结构特点光通信领域中常用的稀土离子二、稀土离子光学吸收和可见发射1.稀土激光晶体和玻璃稀土离子光学吸收跃迁稀土离子的可见荧光和激光跃迁三、稀土离子的近红外发射及其在光通信和医学中的应用1.三价稀土离子Er和Yb的光学吸收及红外发射Yb3+对Er3+近红外荧光发射的敏化和能量传递机理Tm3+、Ho3+掺杂特种光学玻璃的发光和激光性质激光和光学波导放大器玻璃中稀土离子的掺杂浓度设计第三章 光学陶瓷与光学薄膜（4学时）教学目的和要求功能陶瓷与薄膜教学重点和难点无机发光材料及其制备教学内容一、光学陶瓷1.陶瓷的光学性质透明光学陶瓷及其制备电光陶瓷材料无机发光材料及其制备多孔太阳能电池材料及其制备二、光学薄膜薄膜的光学性质金属光学薄膜非金属光学薄膜光学薄膜的制备方法第四章 半导体光电子材料（6学时）教学目的和要求介绍半导体材料种类、能带特征及光电性质教学重点和难点半导体材料的能带结构、半导体发光机制及特点教学内容一、半导体材料的一般性能1.半导体材料的分类半导体中的电子状态半导体光电性质二、锗、硅半导体材料1.锗、硅的一般性质和能带结构单晶中的杂质与缺陷非晶硅材料三、III-V族化合物半导体1.III-V族化合物半导体的一般性质和晶体结构2.III-V族化合物半导体晶体的化学键和极性3.III-V族化合物半导体晶体的能带结构GaAs中的杂质与缺陷四、II-VI族化合物半导体1.II-VI族化合物半导体的一般性质和晶格结构2.II-VI族化合物半导体晶体的能带结构3.II-VI族化合物半导体的杂质与缺陷五、半导体材料的发光半导体发光机制及特点直接跃迁半导体发光材料间接跃迁半导体发光材料半导体发光材料的比较第五章 有机光电子材料（4学时）教学目