半导体光电探测与器件模拟

课程编码：080501M06001H 英文名称：Semiconductor photodetection and the device-simulation 课时：20 学分：1.00 课程属性：专业研讨课 主讲教师：杨晓红

本课程为固体电子与微电子学和通信工程等相关专业硕士生和博士生的学科基础研讨课，主要关于半导体光电子探测器件相关器件的软件模拟，其他光电子器件相关专业的学生也可选学,通过此课程可获得光电探测相关的基础知识和前沿发展状况以及基本器件的模拟方法。希望选课学生自学《半导体光电子学》的课程，并且预习《Fundamentals of Photonic(wiley2007)》中半导体光电探测相关的基本章节16，18章（前几章光学基础也可自行补习），预习《Technology of quantum devices（Springer 2010）》8~13章。

半导体物理，固体物理，半导体光电子学

第一章 半导体探测器件的应用、发展现状和趋势 1.5学时
第1节 大容量光通信的发展、现状、趋势与对探测器件的需求
第2节 智能感知系统的发展、现状、趋势及对探测器件的需求
第3节 新型材料和绿色能源方面的发展、现状、趋势
第二章 半导体光电探测材料体系和生长技术分类 1学时
第1节 第一代锗硅材料特点
第2节 第二代化合物半导体材料特点
第3节 第三代化合物半导体材料特点
第4节 二维半导体材料特点
第5节 各类材料适于的生长技术及特点比较
第三章 半导体光电探测器件的基本概念 4.2学时
第1节 半导体光电探测器件的基本概念
第2节 半导体光电探测器件的基本参数
第3节 基本参数的测试方法
第4节 半导体光电探测材料中的载流子特性
第5节 光电导和肖特基探测器基础研讨
第6节 PIN和APD光电探测器基础研讨
第7节 光电探测器中的噪声研讨
第四章 半导体光电子器件模拟与仿真 4学时
第1节 半导体光电子器件模拟与仿真1（光学部分）
第2节 半导体光电子器件模拟与仿真2 （电学部分）
第3节 半导体光电子器件模拟与仿真3 （算法与示例）
第4节 模拟软件的课堂实操（或者网络教学实操）
第五章 专题讨论与演讲 6.6学时
第1节 光通信用高速PIN探测器及发展现状
第2节 单光子APD研讨
第3节 例：GaN基紫外或其他光电探测器研讨
第4节 例：单光子激光雷达或其他探测研讨
第5节 超导纳米线单光子探测与研讨
第6节 例：有机太阳能电池或其他研讨
第7节 例：SIC的高能粒子或其他探测器研讨
第8节 例：红外或其他学生感兴趣的探测方向研讨
第9节 光通信用高速雪崩光电二极管 APD及发展现状
第六章 器件模拟示例及作业演示 2.7学时
第1节 模拟软件的课堂实操和学生模拟软件展示与讨论

杨晓红，女，博士，研究员，博士生导师。1995和1998年分别获得西安交通大学理学学士和硕士学位。2001年在中科院半导体所获得博士学位。2001～2003年在中科院半导体所集成光电子学国家重点实验室做博士后研究，出站后留所工作至今。期间于2009~2010年在剑桥大学卡文迪许实验室学术访问。2015年起，聘任为中国科学院大学（国科大）岗位教授。
作为项目负责人和骨干完成宽带单载流子探测器，SOI集成40GHz波导探测器、单光子探测器、1064nm面发射激光器VCSEL、远距离短脉冲光探测组件，新型量子点场效应高增益探测器等多项863、973和国家自然基金项目，对器件光学结构、载流子输运以及光电测试方面有深入研究，发表40多篇学术论文，拥有多项专利。