《半导体光电子材料》课程教学大纲

课程教学大纲课程基本信息（CourseInformation）课程代码（CourseCode）*学时（CreditHours）32*学分（Credits）2*课程名称（CourseName）（中文）半导体光电子材料（英文）SemiconductorsforOptoelectronics课程性质(CourseType)课堂讲授授课对象（TargetAudience）材料、电子等相关专业的高年级本科生或研究生授课语言(LanguageofInstruction)英语*开课院系（School）材料科学与工程学院先修课程（Prerequisite）大学物理；微电子学概论；电磁学*课程简介（Description）光电子学主要研究光/电磁波与材料电学性能的相互作用规律。由于半导体材料能够实现微型化，与固体电子学的工艺相兼容，并具有良好的可靠性，它们在光电子学领域得到了越来越多的应用。半导体光电子学被广泛地用于实时监控系统的制造、电子通信、照明、显示、娱乐、光伏器件、食品分析、医学诊断等领域，对人们日常生活和工作的影响日益加深。本课程涵盖了光电子学的基础理论与应用实践，强调材料设计的基本原则，以及影响器件表现的材料性能。同时，课程将选取商用器件作为案例进行教学，以阐明如何通过对半导体材料的优化设计实现器件的高性能化。在学习本课程后，学生将掌握三元和四元III-V族半导体化合物带隙工程的物理学基本理论、应变工程与低维结构对材料电学和光学特性的作用机制、工业与研究用半导体薄膜的外延工艺、材料中缺陷对性能的影响机理，以及测定晶体质量与成分的表征手段。*课程简介（Description）Optoelectronicsisthestudyoftheinteractionoflight/radiationwiththeelectronicpropertiesofmaterials,whicharemainlybutnotexclusivelysemiconductor‐based.Howeversemiconductorsareincreasinglyusedbecauseofitsreliability,miniaturisationandcompatibilitywithsolid-stateelectronics.SemiconductorOptoelectronicsisincreasinglyinfluencingthewayweworkandlive.Itisusedinmanufacturingforin-situmonitoring,telecommunications,lighting,displays,entertainment,photovoltaic,foodanalysesandinmedicaldiagnostics.Thismoduleisdesignedwithamixoftheoryandapplications,emphasizingboththefundamentalprinciplesunderlyingmaterialsdesignandtheirpropertiesfordeviceapplications.Attheendofthemodule,thestudentwillbeequippedwiththebasicphysicsofsemiconductorbandgapengineeringwithternaryandquaternaryIII-Vcompoundsemiconductors,strainengineeringandlowdimensionalstructuresinmodifyingtheelectricalandopticalproperties,epitaxyofthesemiconductorfilmsthatareusedinindustryandresearch,defectsinthematerialsthatcanaffectdeviceperformanceandthecharacterisationtechniquestodeterminecrystalqualityandcomposition.Referenceswillbemadetocommercialdevicesemphasisingonhowapplicationofsemiconductormaterialscienceandengineeringleadstoexcellentdesignofdeviceswithsuperiorperformance.课程教学大纲（CourseSyllabus）*学习目标(LearningOutcomes)1.掌握光电子器件的结构与工作原理(A3)；2.掌握光电子器件用半导体材料的基础理论(A5.3)；3.通过对半导体材料的优化设计，实现器件的高性能化(A3)。（注：须根据课程性质，着重描述课程教学在培养学生知识、能力、素质等方面的贡献，是课程目标的细化，专业培养计划内课程必须与专业培养目标具体贡献点相对应，并在描述语句后注明对应目标体系的代码，举例如下；其他类型课程请根据课程实施情况从三方面描述。）了解并认识工程与科学的关系（A3）了解工程设计的基本概念和一般流程（A5.1，A5.4）通过课程项目的实践，培育认识和发现问题的能力（B2，C2）和团队协作解决工程问题的能力（A5.3，B3，C1）……*教学内容进度安排及要求(ClassSchedule&Requirements)教学内容学时教学方式作业及要求基本要求考查方式概论6课堂讲授课后作业（1次）光电子材料学10课堂讲授课后作业（1次）半导体的外延技术6课堂讲授课后作业（1次）半导体光电子材料中的缺陷5课堂讲授课后作业（1次）半导体光电子材料中的表征5课堂讲授……*考核方式(Grading)（成绩构成）作业（35%），课堂测验（35%），小论文（30%）*教材或参考资料(Textbooks&OtherMaterials)（必含信息：教材名称，作者，出版社，出版年份，版次，书号）1.JaspritSingh,SemiconductorOptoelectronicsPhysics&Technology,Mcgraw-HillCollege,19952.MichaelAParker,PhysicsofOptoelectronics,CRCPress,2005.3.LarryAColdrenandScottWCorzine:DiodeLasers&PhotonicIntegratedCircuit,Wiley,2012.4.ChuangShunLien,Phy