《半導(dǎo)體物理》課程教學(xué)大綱（材料化學(xué)）

《半導(dǎo)體物理》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名半導(dǎo)體物理課程英文名SemiconductorPhysics雙語授課□是R否課程代碼21112017課程學(xué)分3總學(xué)時數(shù)48（不含實(shí)踐）課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程R專業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)R必修□選修□其他課程形態(tài)□線上R線下□線上線下混合式□社會實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式R閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告R課堂表現(xiàn)□階段性測試R平時作業(yè)□其他（可多選）開課學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院開課系(教研室)材料科學(xué)系面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程，材料化學(xué)開課學(xué)期第6學(xué)期先修課程高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理后續(xù)課程畢業(yè)論文、畢業(yè)實(shí)習(xí)選用教材劉恩科.半導(dǎo)體物理學(xué)（第七版）[M].北京:電子工業(yè)出版社,2017.參考書目尼曼.半導(dǎo)體物理與器件（第四版）[M].北京:電子工業(yè)出版社,2018.課程資源本課程在超星、中國大學(xué)MOOC等智慧網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺相關(guān)課程的網(wǎng)址.課程簡介半導(dǎo)體物理(SemiconductorPhysics)是研究半導(dǎo)體原子狀態(tài)和電子狀態(tài)以及各種半導(dǎo)體器件內(nèi)部電子過程的學(xué)科。研究半導(dǎo)體中的原子狀態(tài)是以晶體結(jié)構(gòu)學(xué)和點(diǎn)陣動力學(xué)為基礎(chǔ)，主要研究半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)、晶體生長，以及晶體中的雜質(zhì)和各種類型的缺陷。理解各種半導(dǎo)體器件，集成電路的工作機(jī)理打下良好的基礎(chǔ)。它是先進(jìn)的微電子、光電子、光子等各項(xiàng)技術(shù)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1具有較強(qiáng)功能復(fù)合材料及相關(guān)行業(yè)新材料、新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的工程意識和工程素質(zhì)，并能結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)知識開展相應(yīng)的工程實(shí)踐，具備解決材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)、技術(shù)管理、產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用中的復(fù)雜工程問題的能力；課程目標(biāo)2能夠了解生產(chǎn)實(shí)際中半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的問題，掌握常見的半導(dǎo)體材料的機(jī)制和原理，充分了解和認(rèn)識半導(dǎo)體電子材料對生產(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善發(fā)揮的重要作用；培養(yǎng)環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展理念。課程目標(biāo)3能夠形成終身學(xué)習(xí)的意識，通過對半導(dǎo)體物理相關(guān)基礎(chǔ)知識和實(shí)際案例的認(rèn)識理解，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、學(xué)以致用和聯(lián)系實(shí)際的終身學(xué)習(xí)意識，養(yǎng)成認(rèn)真、求實(shí)、勤奮的良好科研精神與學(xué)習(xí)態(tài)度。激發(fā)學(xué)生服務(wù)社會的歷史使命感和責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大志向，為國服務(wù)精神。表2-1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識指標(biāo)點(diǎn)1.1：掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識，并能夠理解智能材料、光電材料等功能復(fù)合材料及其相關(guān)領(lǐng)域的基本原理及應(yīng)用背景。課程目標(biāo)1畢業(yè)要求2：問題分析指標(biāo)點(diǎn)2.2：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具及專業(yè)知識的原理和方法，簡化和分解復(fù)雜工程問題，通過理論模型正確闡釋或表達(dá)出新材料設(shè)計(jì)和制備-結(jié)構(gòu)性能分析-新材料技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用方面復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)2畢業(yè)要求8：職業(yè)規(guī)范指標(biāo)點(diǎn)8.1：能夠清楚世界觀、人生觀的基本意義及影響，認(rèn)清個人在歷史、社會及自然環(huán)境中的地位及責(zé)任，了解中國國情。課程目標(biāo)3三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-1課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容課程目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時1半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)1.半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)1、21.拓展閱讀重點(diǎn)：半導(dǎo)體材料的基本特性及應(yīng)用難點(diǎn)：電子狀態(tài)和能帶講授法62.半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶1、23.半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動有效質(zhì)量1、22半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級1.硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級1、21.小組作業(yè)重點(diǎn)：缺陷、位錯能級難點(diǎn)：硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級講授法、專題研討62.Ⅲ、Ⅴ族化合物中的雜質(zhì)能級1、2、33.缺陷、位錯能級1、23半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布1.狀態(tài)密度1、21.個人作業(yè)2.拓展閱讀重點(diǎn)：本征半導(dǎo)體的載流子濃度難點(diǎn)：費(fèi)米能級和載流子的統(tǒng)計(jì)分布講授法、案例教學(xué)82.費(fèi)米能級和載流子的統(tǒng)計(jì)分布1、23.本征半導(dǎo)體的載流子濃度1、24半導(dǎo)體的導(dǎo)電性1.載流子的漂移運(yùn)動和遷移率1、21.個人作業(yè)2.拓展閱讀重點(diǎn)：載流子的漂移運(yùn)動和遷移率難點(diǎn)：遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系講授法、案例教學(xué)82.載流子的散射1、23.遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系1、25非平衡載流子1.非平衡載流子的注入與復(fù)合1、21.文獻(xiàn)調(diào)研2.小組作業(yè)重點(diǎn)：非平衡載流子的注入與復(fù)合難點(diǎn)：非平衡載流子的壽命講授法、案例教學(xué)82.非平衡載流子的壽命1、23.準(zhǔn)費(fèi)米能級1、36pn結(jié)1.pn結(jié)及其能帶圖1、21.線上學(xué)習(xí)2.個人作業(yè)重點(diǎn)：pn結(jié)及其能帶圖難點(diǎn)：pn結(jié)電容講授法、案例教學(xué)62.pn結(jié)電流電壓特性1、23.pn結(jié)電容1、27金屬和半導(dǎo)體的接觸1.金屬半導(dǎo)體接觸及其能級圖1、2個人作業(yè)小組作業(yè)重點(diǎn)：金屬半導(dǎo)體接觸及其能級圖難點(diǎn)：少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸講授法、案例教學(xué)62.金屬半導(dǎo)體接觸整流理論1、23.少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸1、2四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶1、2、3、4、5、630%期末考試，小組討論，平時作業(yè)，課堂表現(xiàn)2.硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級3.狀態(tài)密度4.非平衡載流子的注入與復(fù)合5.pn結(jié)及其能帶圖6.金屬半導(dǎo)體接觸及其能級圖課程目標(biāo)21.缺陷、位錯能級2、5、7、640%期末考試，小組討論，平時作業(yè)，課堂表現(xiàn)2.非平衡載流子的壽命3.少數(shù)載流子的注入和歐姆接觸4.pn結(jié)電容5.Ⅲ、Ⅴ族化合物中的雜質(zhì)能級6.準(zhǔn)費(fèi)米能級課程目標(biāo)3能夠清楚世界觀、人生觀的基本意義及影響，認(rèn)清個人在歷史、社會及自然環(huán)境中的地位及責(zé)任，了解中國國情1-730%期末考試，小組討論，平時作業(yè)，課堂表現(xiàn)表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績比例70%小組討論成績比例10%平時作業(yè)成績比例10%課堂表現(xiàn)比例10%課程目標(biāo)130%30%30%30%30%課程目標(biāo)240%40%40%40%40%課程目標(biāo)330%30%30%30%30%備注：以上考核方式類型及占比均為示例，需確保每一列占比總和為100%。（二）成績評定1.平時成績評定（30%）（1）課堂表現(xiàn)（10%）：通過學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況，來評價學(xué)生專業(yè)認(rèn)同、理想信念、家國情懷、社會責(zé)任、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、團(tuán)隊(duì)合作與終身學(xué)習(xí)意識。（2）作業(yè)完成情況（10%）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計(jì)?？己藢W(xué)生對考核學(xué)生對專業(yè)知識的理解情況。（3）小組討論（10%）：通過學(xué)生在課題上小組談?wù)撨M(jìn)行評定。2.期末成績評定（70%）考試方式：閉卷考試主要考察學(xué)生對半導(dǎo)體物理基本概念的理解、掌握常見半導(dǎo)體材料電子性能的設(shè)計(jì)的原理。3.總