半导体功能材料设计

课程编码：080501M04005H 英文名称：Design for semiconductor functional materials 课时：60 学分：4.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：邓惠雄等

本课程为材料学科各专业硕士生和博士生的学科核心课，详细介绍一线科研人员从事半导体功能材料设计所获得的丰富研究经验、研究方法和研究思想，通过讲解不同的研究案例，深入介绍半导体光电材料、新能源材料、量子材料、合金材料设计的一些最新技术和方法，介绍当前半导体材料设计所需的基本能带理论和固体群论等知识，主要授课对象是从事半导体光电和微电子研究的学生，凝聚态物理专业的学生也可选学,通过此课程完成半导体材料设计方面的基本训练，培养科研问题的提炼和解决能力。讲课内容包括计算方法和工具、半导体能带理论、半导体电子结构、掺杂和缺陷、表面与界面物理、自旋轨道耦合效应、半导体发光机制、低维量子结构等。

量子力学、固体物理

第一章 固体能带理论 6学时
第1节 1.1、群论在能带结构中的应用
第2节 1.2 k·p有效质量近似方法计算能带结构
第3节 1.3紧束缚近似方法计算能带结构
第4节 1.4硅形成间接带隙的物理机制
第二章 低维半导体量子材料 6学时
第1节 2.1电子性质
第2节 2.2激子性质
第3节 2.3群论分析量子点发光
第三章 半导体光量子信息材料 6学时
第1节 3.1半导体单光子源和量子网络
第2节 3.2半导体量子精密测量材料
第四章 半导体量子计算材料 4学时
第1节 4.1半导体量子比特的编码和操控
第2节 4.2半导体量子比特的相干性保护和量子纠错
第五章 掺杂与缺陷物理 12学时
第1节 5.1基本概念与电子结构
第2节 5.2缺陷与杂质的形成能、离化能及掺杂极限定律
第3节 5.3 载流子浓度，缺陷与杂质的非辐射复合
第六章 半导体合金 4学时
第1节 6.1半导体合金基本概念，合金相图与团簇展开法
第2节 6.2合金半导体材料性能设计与优化
第七章 新能源材料设计 6学时
第1节 7.1太阳能电池材料
第2节 7.2发光二极管、热电材料理论设计与应用
第八章 半导体表面与界面 16学时
第1节 8.1半导体表面稳定性的一般原则和电子计数模型
第2节 8.2元素半导体和化合物半导体的表面弛豫和再构
第3节 8.3半导体/半导体界面
第4节 8.4半导体/金属界面
第5节 8.5典型半导体界面体系
第6节 8.6理论模拟方法

略