动为布洛赫波，有效质量的概念和计算，一维晶格中能带和有效质量的计算方 法。 学法指导：课前仔细预习，对相关的推导认真重复一遍，课后多做练习 题，参考一些相关的固体物理教材学习固体和量子力学中的重要概念。 作业题：教材课后题1-1,1-2，教学参考书3-17,3-20. 第2章半导体中杂质和缺陷能级 教学目的与要求： L.使学生了解IV族半导体中的几种杂质和杂质能级： 2.使学生掌握浅能级杂质的电离能的计算方法： 3.使学生了解化合物半导体中的杂质能级 3.使学生了解缺陷和位错的能级结构 教学内容： 1.硅、锗品体中的杂质 2.施主杂质和施主能级 3.受主杂质和受主能级 4.浅能级杂质的电离能的计算 5.浅能级杂质的补偿作用，深能级杂质 6.-V族化合物半导体中的杂质能级 7缺路和位错能级 教学提示：本章内容较简单，因此课时量少，课堂讲授板书与学生课下练 习结合 教学重点和难点：施主能级和受主能级在带隙中的位置，电离能的计算， 杂志和缺陷的区别，深能级杂质的分析等。 学法指导：学习时需联系上一章能带理论来深入理解，巩固学习能带分析 的方法。课前仔细预习，对相关的推导认真重复一遍，课后多做练习题，熟悉 类氢原子模型和杂质电离能的计算。 作业：教材习题2-1,2-2,2-3,2-4 第3章半导体中载流子的统计分布 教学目的与要求： 1.使学生了解并掌握动量空间状态密度的概念： 2.使学生掌握费米子的统计分布函数和分布规律： 3.使学生了解并学会计算本征半导体和杂质半导体的载流子浓度： 3.使学生了解并掌握一般情况下载流子的统计分布规律 教学内容：
18 动为布洛赫波，有效质量的概念和计算，一维晶格中能带和有效质量的计算方 法。 学法指导：课前仔细预习，对相关的推导认真重复一遍，课后多做练习 题，参考一些相关的固体物理教材学习固体和量子力学中的重要概念。 作业题：教材课后题 1-1，1-2，教学参考书 3-17,3-20. 第 2 章 半导体中杂质和缺陷能级 教学目的与要求： 1. 使学生了解 IV 族半导体中的几种杂质和杂质能级； 2. 使学生掌握浅能级杂质的电离能的计算方法； 3．使学生了解化合物半导体中的杂质能级 3. 使学生了解缺陷和位错的能级结构 教学内容： 1．硅、锗晶体中的杂质 2．施主杂质和施主能级 3．受主杂质和受主能级 4．浅能级杂质的电离能的计算 5．浅能级杂质的补偿作用，深能级杂质 6. III-V 族化合物半导体中的杂质能级 7. 缺陷和位错能级 教学提示：本章内容较简单，因此课时量少，课堂讲授板书与学生课下练 习结合。 教学重点和难点：施主能级和受主能级在带隙中的位置，电离能的计算， 杂志和缺陷的区别，深能级杂质的分析等。 学法指导：学习时需联系上一章能带理论来深入理解，巩固学习能带分析 的方法。课前仔细预习，对相关的推导认真重复一遍，课后多做练习题，熟悉 类氢原子模型和杂质电离能的计算。 作业：教材习题 2-1，2-2，2-3， 2-4 第 3 章 半导体中载流子的统计分布 教学目的与要求： 1. 使学生了解并掌握动量空间状态密度的概念； 2. 使学生掌握费米子的统计分布函数和分布规律； 3．使学生了解并学会计算本征半导体和杂质半导体的载流子浓度； 3. 使学生了解并掌握一般情况下载流子的统计分布规律 教学内容：
1. 状态密度 2. 费米能级和载流子的统计分布 3. 本征半导体的载流子浓度 4. 杂质半导体的载流子浓度 5. 一骰情况下的载流子统计分和 6. 简并半导体 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：k空间量子态的分布，费米分布函数，波尔兹曼分布函 数，导带和价带上的电子和空穴的浓度，简并半导体的载流子浓度和简并化条 件。 学法指导：学习时需联系第一章能带理论和倒格子空间的概念来深入理 解，巩固学习能带结构分析的方法。课前仔细预习，对相关的推导认真重复 遍，课后多做练习题， 作业：教材习题3-1,3-2,3-3,3-4,3-5,3-6,3-14 第4章半导体的导电性 教学目的与要求： 1.使学生了解并掌握欧姆定律的推导和迁移率的概念 2.使学生了解电子在半导体中受散射的规律： 3.使学生了解迁移率和杂质浓度和温度的关系： 4.使学生了解半导体中电阻的起源和电阻率对杂质和温度的依赖关系。 教学内容： 1.载流子的漂移运动和迁移率 2.载流子的散射 3.迁移率与杂质浓度和温度的关系 4电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：欧姆定律的推导，漂移速度和迁移率，载流子散射的概 念，半导体的主要散射机制，平均自由时间和散射概率的关系，迁移率与杂质 浓度和温度的关系，电阻率和杂质浓度和温度的关系，波尔兹曼方程简介 学法指导：学习时需要深入理解物理图像。课前仔细预习，对相关的推导 认真重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题4-1,4-2,4-3,44,4-7,4-16 第5章非平衡载流子 教学目的与要求： 19
19 1． 状态密度 2． 费米能级和载流子的统计分布 3． 本征半导体的载流子浓度 4． 杂质半导体的载流子浓度 5． 一般情况下的载流子统计分布 6． 简并半导体 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：k 空间量子态的分布，费米分布函数，波尔兹曼分布函 数，导带和价带上的电子和空穴的浓度，简并半导体的载流子浓度和简并化条 件。 学法指导：学习时需联系第一章能带理论和倒格子空间的概念来深入理 解，巩固学习能带结构分析的方法。课前仔细预习，对相关的推导认真重复一 遍，课后多做练习题， 作业：教材习题 3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-14 第 4 章 半导体的导电性 教学目的与要求： 1. 使学生了解并掌握欧姆定律的推导和迁移率的概念； 2. 使学生了解电子在半导体中受散射的规律； 3．使学生了解迁移率和杂质浓度和温度的关系； 4. 使学生了解半导体中电阻的起源和电阻率对杂质和温度的依赖关系。 教学内容： 1. 载流子的漂移运动和迁移率 2. 载流子的散射 3. 迁移率与杂质浓度和温度的关系 4. 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：欧姆定律的推导，漂移速度和迁移率，载流子散射的概 念，半导体的主要散射机制，平均自由时间和散射概率的关系，迁移率与杂质 浓度和温度的关系，电阻率和杂质浓度和温度的关系，波尔兹曼方程简介 学法指导：学习时需要深入理解物理图像。课前仔细预习，对相关的推导 认真重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题 4-1，4-2，4-3，4-4，4-7，4-16 第 5 章 非平衡载流子 教学目的与要求：
1.使学生掌握非平衡载流子的概念： 2.使学生掌握非平衡载流子的注入与复合过程： 3.使学生了解非平衡载流子的几种常见的复合机制： 4.使学生掌握非平衡载流子的漂移和扩散运动及其关系。 教学内容： 1非平衡载流子的注入与复合 2.非平衡载流子的寿命 3.准费米能级 4.复合理论 5.陷阱效应 6.载流子的扩散运动 7.载流子的扩散漂移，爱因斯坦关系式 8.连续性方程式 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：非平衡载流子的注入和复合，非平衡载流子的寿命，准 费米能级的概念，直接复合，间接复合，表面复合和俄歇复合理论，载流子的 漂移与扩散运动，爱因斯坦关系，连续性方程 学法指导：学习时需要深入理解物理图像。课前仔细预习，对相关的推导 认真重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题5-1,5-2,5-3,5-7,5-11,5-14,5-15 第6章p-n结 教学目的与要求： 1.使学生掌握p-n结及其能带结构的物理图像： 2.使学生掌握pn结的伏安特性曲线 3.使学生了解p-n结的电容的来源和特性： 4.使学生了解p-n结的击穿和隧道效应。 教学内容： .p-n结及其能带图 2.p-n结电流电压特性 3.p-n结电容 4.p-n结击穿 5.p-n结隧道效应 教学提示：本章内容是半导体物理课的核心内容，课堂讲授板书与学生课 下练习结合
20 1. 使学生掌握非平衡载流子的概念； 2. 使学生掌握非平衡载流子的注入与复合过程； 3．使学生了解非平衡载流子的几种常见的复合机制； 4. 使学生掌握非平衡载流子的漂移和扩散运动及其关系。 教学内容： 1. 非平衡载流子的注入与复合 2. 非平衡载流子的寿命 3. 准费米能级 4. 复合理论 5. 陷阱效应 6. 载流子的扩散运动 7. 载流子的扩散漂移，爱因斯坦关系式 8. 连续性方程式 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：非平衡载流子的注入和复合，非平衡载流子的寿命，准 费米能级的概念，直接复合，间接复合，表面复合和俄歇复合理论，载流子的 漂移与扩散运动，爱因斯坦关系，连续性方程 学法指导：学习时需要深入理解物理图像。课前仔细预习，对相关的推导 认真重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题 5-1，5-2，5-3，5-7，5-11，5-14，5-15 第 6 章 p-n 结 教学目的与要求： 1. 使学生掌握 p-n 结及其能带结构的物理图像； 2. 使学生掌握 p-n 结的伏安特性曲线 3．使学生了解 p-n 结的电容的来源和特性； 4. 使学生了解 p-n 结的击穿和隧道效应。 教学内容： 1．p-n 结及其能带图 2．p-n 结电流电压特性 3. p-n 结电容 4．p-n 结击穿 5．p-n 结隧道效应 教学提示：本章内容是半导体物理课的核心内容，课堂讲授板书与学生课 下练习结合
教学重点和难点：p-n结的形成和杂质分布，空间电荷区，p-n结能带图， p-n结接触电势差，p-n结的载流子分布，非平衡状态下的pn结，理想p-n结 及其电流电压方程，隧道效应和隧道二极管 学法指导：p-结是构成一切半导体器件的基础结构，学习时需要深入理解 物理图像，学会从能带结构的角度对物理过程进行分析。课前仔细预习，对相 关的推导认真重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题6-1,64,6-7,5-8,6-10,6-11,6-13 第7章金属和半导体的接触 教学目的与要求： 1使学生堂握金属半导体接触的能带图像： 2.使学生掌握金属半导体接触的整流理论： 3.使学生了解少子注入和欧姆接触的概念 教学内容： 1.金属半导体接触及其能级图 2.金属半导体接触整流理论 3.少数载流子的注入和欧姆接触 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：金属和半导体的功函数，接触电势差，表面态对接触势 垒的影响，扩散理论，热电子发射理论，镜像力和隧道效应的影响，肖特基势 垒二极管，少数载流子的注入，欧姆接触 学法指导：金属半导体接触同样是构成一起半导体器件的基础结构，学习 时需要深入理解物理图像，分析能带结构。课前仔细预习，对相关的推导认真 重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题7-1,7-2,7-3,7-4,7-5,7-6,7-7,7-8 第8章半导体物理前沿报告 教学目的与要求： 1.使学生了解半导体物理前沿领域的发展情况： 2.培养学生的研究性学习能力和做学术报告的能力 教学内容： 1.石墨烯和二维材料的进展 2.有机无机杂化钙钛矿材料的研究现状和应用 3热电材料和拓扑绝缘体材料的研究现状 教学提示：学生课前查阅相关文献和网上资料，制作演示文档，课上分组 做报告，教师点评。 21
21 教学重点和难点：p-n 结的形成和杂质分布，空间电荷区，p-n 结能带图， p-n 结接触电势差，p-n 结的载流子分布，非平衡状态下的 p-n 结，理想 p-n 结 及其电流电压方程， 隧道效应和隧道二极管 学法指导：p-n 结是构成一切半导体器件的基础结构，学习时需要深入理解 物理图像，学会从能带结构的角度对物理过程进行分析。课前仔细预习，对相 关的推导认真重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题 6-1，6-4，6-7，5-8，6-10，6-11，6-13 第 7 章 金属和半导体的接触 教学目的与要求： 1. 使学生掌握金属半导体接触的能带图像； 2. 使学生掌握金属半导体接触的整流理论； 3．使学生了解少子注入和欧姆接触的概念； 教学内容： 1．金属半导体接触及其能级图 2．金属半导体接触整流理论 3. 少数载流子的注入和欧姆接触 教学提示：课堂讲授板书与学生课下练习结合。 教学重点和难点：金属和半导体的功函数，接触电势差，表面态对接触势 垒的影响，扩散理论，热电子发射理论，镜像力和隧道效应的影响，肖特基势 垒二极管，少数载流子的注入，欧姆接触 学法指导：金属半导体接触同样是构成一起半导体器件的基础结构，学习 时需要深入理解物理图像，分析能带结构。课前仔细预习，对相关的推导认真 重复一遍，课后多做练习题。 作业：教材习题 7-1，7-2，7-3，7-4，7-5，7-6，7-7，7-8 第 8 章 半导体物理前沿报告 教学目的与要求： 1. 使学生了解半导体物理前沿领域的发展情况； 2. 培养学生的研究性学习能力和做学术报告的能力 教学内容： 1．石墨烯和二维材料的进展 2．有机/无机杂化钙钛矿材料的研究现状和应用 3. 热电材料和拓扑绝缘体材料的研究现状 教学提示：学生课前查阅相关文献和网上资料，制作演示文档，课上分组 做报告，教师点评
教学重点和难点：石墨烯，二硫化钼，有机无机钙钛矿材料 CH3NH3PbI3,钙钛矿材料在光伏器件和发光二极管中的应用，GaN蓝光LED 器件，热电材料B2Se3,拓扑绝缘体材料HgTe等 学法指导：本章内容要求学生有较强的自学能力，能结合所学的半导体物 理知识理解现在的前沿研究课题，对不懂的地方，可以和教师讨论解决。 作业：报告课件的制作 (七)课程有关说明 本大纲根据2015版本科人才培养方案制定，先修课程为大学物理，考核为 本领域调研报告和期末考试。 (八)主要教学方法与媒体要求 主要教学方法采用教师课堂讲授和学生课下作业的方式，在学生做本领域 研究进展调研报告时采用多媒体教学 (九)使用教材及主要参考书 山刘恩科，朱秉升，罗晋生，《半导体物理学》（第七版），北京：电 子工业出版社，2017. [2]Donald A.Neamen著，赵毅强姚素英解晓东等译，《半导体物理与器 件》（第三版），北京：电子工业出版社，2010 3]基泰尔著，项金钟吴兴惠译，《固体物理导论》（第八版），北京：化学 工业出版社，2011. 4]黄昆，谢希德，《半导体物理学》，北京：科学出版社，1958. 5)黄昆，韩汝琦，《固体物理学》，北京：高等教有出版社，2009. (十)推荐的教学网站和相关专业文献网站 https://www.semiconductors.org/ (十一)其他 半导体物理学课程的考核以平时考核和期末考试相结合，平时考核包括平 时作业、出勤和调研报告，综合确定学生平时成绩。总成绩中平时成绩占 30%,期末考试成绩占70% 制订：力热教研室 执笔人：王春雷 2015年7月1日 审核人：秦萍 2015年7月8日
22 教学重点和难点：石墨烯，二硫化钼，有机/无机钙钛矿材料 CH3NH3PbI3，钙钛矿材料在光伏器件和发光二极管中的应用，GaN 蓝光 LED 器件，热电材料 Bi2Se3, 拓扑绝缘体材料 HgTe 等 学法指导：本章内容要求学生有较强的自学能力，能结合所学的半导体物 理知识理解现在的前沿研究课题，对不懂的地方，可以和教师讨论解决。 作业：报告课件的制作 （七）课程有关说明 本大纲根据 2015 版本科人才培养方案制定，先修课程为大学物理，考核为 本领域调研报告和期末考试。 （八）主要教学方法与媒体要求 主要教学方法采用教师课堂讲授和学生课下作业的方式，在学生做本领域 研究进展调研报告时采用多媒体教学。 （九）使用教材及主要参考书 [1] 刘恩科，朱秉升， 罗晋生， 《半导体物理学》（第七版），北京 ：电 子工业出版社，2017. [2] Donald A. Neamen 著，赵毅强 姚素英 解晓东等译，《半导体物理与器 件》（第三版），北京：电子工业出版社，2010. [3] 基泰尔 著, 项金钟 吴兴惠 译，《固体物理导论》(第八版)，北京：化学 工业出版社，2011. [4] 黄昆，谢希德， 《半导体物理学》，北京：科学出版社，1958. [5] 黄昆，韩汝琦，《固体物理学》，北京：高等教育出版社，2009. （十）推荐的教学网站和相关专业文献网站 https://www.semiconductors.org/ （十一）其他 半导体物理学课程的考核以平时考核和期末考试相结合，平时考核包括平 时作业、出勤和调研报告，综合确定学生平时成绩。总成绩中平时成绩占 30%，期末考试成绩占 70%。 制 订：力热教研室 执笔人：王春雷 2015 年 7 月 1 日 审核人：秦 萍 2015 年 7 月 8 日