微纳电子材料与器件
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spContent=欢迎进入多姿多彩的微观领域!微纳电子材料和器件课程从多角度涉及常见的微纳电子结构、器件构造、制备方法和测试手段,祝各位学习愉快。
—— 课程团队
课程概述

一、课程的性质和目的

课程性质:本课程是为高等工科院校 “电子科学与技术”、 “微电子科学与工程”等专业学生开设的一门重要的专业课。

目的:通过本课程的学习,掌握和了解新型微纳电子材料的光电性质、纳米硅基CMOS器件、新型光电子器件以及半导体量子器件的基本原理、基本结构和工艺技术。


二、课程教学内容和基本要求

本课程内容新颖,紧贴前沿,采用国内外最新的相关研究、重要文献和参考书作为电子教材。本课程较为系统地介绍了目前微纳电子材料和器件的主要理论基础、实验研究现状以及应用。

课程教学形式包括:线上自学、在线互动等。在线上学习的之外应当保证一定量的线下自学活动。

课程教学内容包括:纳米技术简介、纳米电子器件概述、纳米硅基器件、光电子材料和器件、半导体量子器件、未来的纳米电子器件等。


授课目标

本课程是为高等工科院校 “电子科学与技术”、 “微电子科学与工程”等专业学生开设的一门重要的专业课。通过本课程的学习,掌握和了解新型微纳电子材料的光电性质、纳米硅基CMOS器件、新型光电子器件以及半导体量子器件的基本原理、基本结构和工艺技术。

课程大纲

第六讲 量子点器件

2 量子点的制备方法

3 量子点的特性

1 量子点和量子点器件

单元测验——量子点

单元作业——量子点

单元测验——量子点

单元作业——量子点

第一讲 纳米技术简介

绪论和纳米材料概述

电子的波粒二象性

固体电子学基础 (一)

第二讲 光电效应

光量子的概念和光电效应

实物粒子的波动性——德布罗意关系

第三讲 纳米电子材料和器件

纳米电子材料

纳米电子材料的基本特性

第四讲 纳米加工和纳米显微术

纳米显微术

扫描隧道显微镜和纳米加工

扫描电子显微镜的成像

SEM图像分析

第五讲 光电子材料和器件

光电子学基本原理

光与电子相互作用的量子解释

第七讲 微纳材料中的电子

电子的能级

微纳材料的结构

电子的运动

电子的局域化运动

第八讲 半导体激光器

辐射复合与非辐射复合

半导体激光器

为什么四能级系统比三能级系统更易实现粒子数反转?

激光产生的条件

LED发光机理

微纳材料加工工艺举例

低维纳米材料

现代CMOS加工工艺

第九讲 纳米CCD器件技术

CCD图像传感器

CCD的色彩记录机制

CCD的性能指标和工作类型

CCD的混色原理

CCD的电荷储存机理

第十讲 新型半导体量子器件

单电子器件

单光子探测

库仑阻塞

库仑阻塞

第十一讲 柔性电子材料和OLED

柔性电子材料和OLED简介

OLED的特性和应用

OLED的结构和原理

第十二讲 微纳电子器件的未来

纳米科技前景展望

新型纳米材料和器件

预备知识

修读者应掌握量子力学、半导体物理的基本知识。

证书要求

完成课后作业,参与线上讨论,通过所有的单元测验,以及期末测试。

合格证书需线上总评不低于60分,优秀证书不低于90分。

参考资料

[1] 朱长纯.纳米电子材料与器件[M].国防工业出版社, 2008

[2] 施敏.现代半导体器件物理[M].科学出版社出版,2001

[3] 甘学温.纳米CMOS 器件[M].科学出版社,2004