课程大纲

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低维材料制备、表征及应用

课程编码:0805J1M05006H 英文名称:Preparation, Characterization and Application of Low dimensional materials 课时:40 学分:2.00 课程属性:专业普及课 主讲教师:左玉华等

教学目的要求
本课程为材料学院、物理电子学专业硕士生和博士生的专业核心课。主要授课对象为从事低维材料及器件应用的研究生。

预修课程
半导体物理、固体物理、半导体器件物理

大纲内容
第一章 绪论 3学时
第1节 低维材料的定义及性质
第2节 低维材料的制备及表征
第3节 低维材料的应用
第二章 量子点 3学时
第1节 量子点的定义及性质
第2节 量子点的制备
第3节 量子点的应用
第三章 纳米线 3学时
第1节 纳米线的定义
第2节 纳米线的制备
第3节 几种典型的纳米线材料及应用
第四章 二维材料 3学时
第1节 石墨烯
第2节 TMD
第3节 黑磷
第五章 量子阱 3学时
第1节 半导体能带理论简介
第2节 量子阱及超晶格
第3节 I型、II型量子阱及典型材料
第六章 低维材料制备方法(PVD) 3学时
第1节 物理气相沉积简介
第2节 MBE技术及生长实例
第3节 LMBE技术及生长实例
第4节 溅射技术及生长实例
第七章 低维材料制备方法(CVD) 3学时
第1节 化学气相沉积简介
第2节 常用的CVD技术
第3节 小组讨论
第八章 低维材料制备方法(溶液法) 3学时
第1节 溶胶-凝胶法
第2节 共沉淀法
第3节 热注入法
第4节 水热法
第5节 溶剂热法
第6节 微乳液法
第九章 低维材料的表征-形貌分析 3学时
第1节 光学显微镜
第2节 透射电子显微镜
第3节 扫描电子显微镜
第4节 扫描隧道电子显微镜
第5节 原子力电子显微镜
第十章 低维材料的表征-结构与组分分析 3学时
第1节 XRD
第2节 俄歇电子能谱法
第3节 X射线光电子能谱
第4节 卢瑟福背散射分析
第5节 二次离子质谱分析
第6节 Raman分析
第十一章 期中复习 2学时
第1节 复习讨论
第十二章 钙钛矿材料及器件应用 3学时
第1节 引言
第2节 钙钛矿电池的结构
第3节 钙钛矿吸收层的制备
第4节 钙钛矿太阳电池的研究进展
第5节 钙钛矿太阳电池的优势及面临的问题
第十三章 几种典型的低维材料光电器件 3学时
第1节 量子点电视
第2节 探测器
第3节 激光器
第十四章 期末考试 2学时
第1节 期末考试

参考书
1、

课程教师信息
左玉华:博士,中国科学院半导体研究所 研究员,博士生导师。1997年、2000年分别获得清华大学材料科学与工程系学士及硕士学位,2003年获中国科学院半导体所微电子学与固体电子学博士学位。同年9月进入中国科学院半导体所集成光电子学国家重点实验室工作。在Si基光电子器件方面,研制成功具有高速、高线性及高响应的水平波导光电探测器以及Si基键合型高速、高饱和输出的共振腔增强型光电探测器;在Si基新材料研究方面,研制了Si1-xGex/Si/Si1-yGey非对称超晶格材料及器件,利用其非对称界面获得硅基材料线性电光系数的人工介观改性;探索了硅基量子点太阳电池材料以及硅基中间带太阳电池材料;研制了全无机钙钛矿量子点材料及器件。作为项目负责人和主要完成人承担和完成了多项自然科学基金和973等项目。发表SCI收录论文72篇,授权专利6项。目前主要从事新型硅基低维纳米结构材料与光电器件方面的研究,包括发光器件、太阳电池、光电探测器及雪崩探测器等。