电子功能材料及元器件教学大纲.doc

电子功能材料及元器件教学大纲课程编码：07151038课程名称：电子功能材料及元器件英文名称：Electronic Functional Materials and Devices开课学期：第二学期学时/学分：48学时/3学分 课程类型：专业必选课开课专业：电子科学与技术、微电子学（选修）选用教材：电子功能材料及元器件主要参考书：1康昌鹤等编：气、湿敏感材料及应用，科学出版社，1988年。2周东祥等编：半导体陶瓷及其应用，华中理工大学出版社，1991年。执笔人：全宝富一课程性质、目的与任务本课程为电子科学与技术及微电子学专业的专业选修课。通过本课的学习使学生了解和掌握各种敏感功能材料、光电材料的基本性质、制备技术及各种敏感器件和典型光电器件的基本结构、工作原理及应用等专业知识。二教学基本要求本课程讲授50学时，以多媒体课件为辅助手段。每章留有一定数量的作业题，以加深学生对课堂讲授内容的理解，每周留有3-4道作业题，最后通过闭卷考试检查学生的学习效果。此外，还设有5-6个实验题目，有粉体材料和薄膜材料制备、敏感元件制作及特性测量等内容。三各章节内容及学时分配第一章 电子功能材料概述（9学时）第一节 概述一绪论：课程内容框架、作用二功能材料的分类（例子）第二节 形状记忆合金一马氏体相变和形状记忆效应二形状记忆原理三温度变化对形状记忆合金电导的影响 第三节 超导材料 一超导体的主要特征 二超导机理（BCS理论） 三超导材料简介 四超导应用简介 第四节 半导体超晶格材料一 超晶格材料的分类二 超晶格的主要特征三 应变超晶格材料四 超晶格材料简介 第五节 电子功能陶瓷一 介电陶瓷（性质、类型、应用）二 压电陶瓷（压电效应、产生机制）三 铁电材料（性质、相变）四 半导体陶瓷（热、光、气、湿敏）第二章 化合物晶体的缺陷化学基础（7学时） 第一节 缺陷化学的表述方法一 Kroger-Vink表示法二 化合物（MX）晶体中的点缺陷反应 第二节 晶体（MX）中缺陷的平衡一 处理MX晶体中点缺陷的方法步骤二 满足化学计量比的MO晶体中缺陷的平衡三 非化学计量比的MO晶体中缺陷的平衡四 接近化学计量比的MO晶体中缺陷的平衡 第三节 杂质对氧化物晶体中缺陷平衡的影响一 氧化物晶体中杂质的形态及电性质二 杂质对满足化学计量比的氧化物中缺陷平衡的影响三 非化学计量比晶体中杂质对缺陷平衡的影响 第四节 晶体中点缺陷的扩散与分布一 扩散基本定律二 点缺陷的扩散机制三 缺陷平衡动力学及分布第三章 热敏陶瓷及热敏元件（5学时） 第一节 热敏电阻一 BaTiO3的PTC效应二 PTC效应的理论分析三 NTC热敏电阻（晶体结构、机理） 第二节 热电偶一 热电效应二 接触电势三 温差电势四 热电偶第四章 半导体气体敏感元件（8学时） 第一节 气敏元件概述一 气敏元件的应用二 气敏元件的特点三 气敏元件的种类 第二节 气敏元件的基本结构及特性一 气敏元件的基本结构二 气敏元件的基本特性 第三节 表面电导型气敏元件的工作原理一 常用的气敏材料（SnO2、ZnO、WO3）二 表面电导型气敏元件的工作原理 第四节 体电导型气敏元件的工作原理一 氧化铁的几种形态二 体电导型气敏元件的工作原理 第五节 气敏元件的制作工艺一 气敏材料的制备二 气敏元件的制作三 气敏元件的掺杂改性 第六节 离子导电型氧敏器件一 ZrO2的基本性质二 ZrO2氧敏器件工作原理三 氧敏器件的应用第五章 湿度敏感器件（4学时） 第一节 概述一 湿度测量的意义二 湿度的表征三 湿度的测量方法 第二节 湿敏器件的基本特性一 感湿特性曲线二 湿滞回差三 湿度温度特性 第三节 陶瓷湿度敏感器件一 湿敏器件的结构二 陶瓷湿敏器件的工作原理三 实例（MgCr2O4-TiO2） 第四节 有机高分子湿敏器件一 高分子湿敏器件的感湿机理二 实例（聚苯乙烯磺酸锂湿敏器件）三 高分子电容式湿敏器件第六章 光敏及光电器件（8学时） 第一节 概述一 光敏及光电器件的应用二 光敏及光电器件的基础及内涵 第二节 半导体中光的吸收及光电效应一 半导体中光的吸收二 光电效应 第三节 光电导型光敏器件一 光电导型光敏器件的工作原理二 PbS多晶光敏器件三 CdS光敏器件 第四节 光伏效应型光敏器件一 硅光敏二极管的基本结构二 硅光敏二极管的工作原理三 硅光敏二极管的特性 第五节 半导体激光器一 自发辐射与受激辐射二 半导体激光器产生条件三 半导体激光器工作原理四 激光器对材料的要求五 激光器的主要特性第七章 光纤及光纤传感器（5学时） 第一节 光导纤维及其特性一 光纤的基本结构及类型二 光在光纤中的传播与损耗 第二节 光纤材料及制备一 光纤材料二 石英光纤的制备方法三 其他光纤 第三节 光的调制与解调一 光强调制与解调二 偏振调制与解调三 相位调制与解调 第四节 光纤传感器实例一 光强调制型压力传感器二 相位调制型温度传感器三 偏振调制型电流传感器第八章 压力传感器（1.5学时） 第一节 压阻式压力传感器的工作原理一 压阻效应二 压力传感器的理论分析 第二