纳米半导体传感技术
课程编码：0805J1M05002H
英文名称：Nano Semiconductor Sensing Technology
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业普及课
主讲教师：翟俊宜等
教学目的要求
纳米半导体传感技术是一门多学科交叉的前沿科技，本课程介绍国内外纳米半导体传感技术现状及发展趋势，先进传感材料，纳米传感器制造技术，传感器建模新方法，传感器设计、仿真及其工具软件等新概念、新思想和新知识，以及国内外典型半导体传感器的材料特性、结构特点、原理分析和设计方法。本课程讲述先进纳米半导体传感技术，具体体现在新原理、新材料、纳米化、集成化、多功能化、智能化、网络化和融合化，目的是揭示半导体传感技术发展的内在规律，寻求创新的有效途径，为从事纳米半导体传感器研究打下扎实的专业基础。
预修课程
半导体物理学
大纲内容
第一章 传感器概论 2学时 翟俊宜
第1节 传感器定义及其分类
第2节 传感技术
第3节 传感技术的地位与作用
第4节 传感技术的发展现状与趋势
第5节 传感器的基本特性
第二章 传感器工艺 2学时 翟俊宜
第1节 光刻工艺
第2节 刻蚀工艺
第三章 半导体气敏元件传感器 2学时 翟俊宜
第1节 概述
第2节 半导体气体传感器机理和特性
第3节 代表性半导体气体传感器
第4节 纳米气体传感器
第四章 半导体热敏元件传感器 2学时 翟俊宜
第1节 热电阻
第2节 半导体热敏二极管
第3节 半导体热敏晶体管
第4节 集成温度传感器
第5节 热电偶传感器
第五章 机械量传感器 翟俊宜
第1节 电容式机械量传感器 2学时
第2节 电阻式机械量传感器 1学时
第3节 新兴人机交互技术--触摸屏 1学时
第4节 压电效应与材料 1学时
第5节 压电效应力传感器 1学时
第6节 压电电子学和压电光电子学 0.4学时
第7节 压电电子学效应力传感器 0.8学时
第8节 压电光电子学效应力传感器 0.8学时
第六章 研讨课 2学时 翟俊宜
第1节 研讨课
第七章 半导体磁敏元件传感器 4学时 翟俊宜
第1节 半导体的磁敏效应
第2节 霍尔元件
第3节 磁阻元件
第4节 巨磁阻
第5节 隧穿磁阻
第6节 磁敏二极管
第7节 磁敏三极管
第8节 微型磁通门
第八章 光电传感器 4学时 翟俊宜
第1节 外光电效应传感器
第2节 内光电效应传感器
第3节 位置传感器
第4节 色敏传感器
第5节 图像传感器
第九章 光学传感器 2学时 翟俊宜
第1节 光电传感器
第2节 光纤传感器
第十章 化学传感器 4学时 翟俊宜
第1节 电化学传感器
第2节 半导体化学传感器
第3节 光化学传感器
第4节 机械化学传感器
第十一章 生物传感器 2学时 翟俊宜
第1节 离子敏传感器
第2节 离子选择电极法
第3节 离子敏场效应晶体管传感器
第4节 新型纳米结构ISFET传感器
第十二章 研讨课 6学时 翟俊宜
第1节 研讨课
参考书
1、
传感器技术与应用（第2版）
林若波、陈耿新、陈炳文、姜世芬、林淑娜
2020-05
清华大学出版社
课程教师信息
翟俊宜，中科院北京纳米能源与系统研究所，研究员，青年千人
于2001年7月和2004年7月分获清华大学化学系学士学位和材料科学与工程系硕士学位。其后赴美留学，并于2009年2月获弗吉尼亚理工（Virginia Tech）材料科学与工程系博士学位。2009年4月翟俊宜博士获主任奖学金在洛斯阿拉莫斯国家实验室纳米中心做博士后研究。主要从事压电半导体材料的制备、外延功能氧化物生长和表征、新型多功能电子学和光电子器件设计与应用等方面的研究。至今已在Nature Nanotechnology、Advanced Materials、ACS Nano、 Applied Physics Letter等SCI杂志上发表了90篇研究论文，他引次数超过3000次，论文被引用的H因子(h-index)是35。
胡卫国，中科院北京纳米能源与系统研究所，研究员，百人计划
2007年于中国科学院半导体研究所获博士学位。其后任日本三重大学(Mie Univ.)、神户大学(Kobe Univ.)、东北大学(Tohoku Univ.)博士后和助理教授。目前研究方向为半导体材料外延、压电(光)电子器件研制和模拟、以及新能源器件。迄今为止在Science advances、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Energy等学术期刊发表论文80余篇，在IEDM等40多个学术会议上报告研究成果。
蒲雄，青年研究员，博士生导师。
2007年、2010年在西安交通大学分别获得工学学士和硕士学位，2014年于美国德克萨斯农工大学（Texas A&M Univ.）获得博士学位，同年加入北京纳米能源与系统研究所，2017年6月晋升为青年研究员。2017年中国科学院青年创新促进会会员。主要从事新能源材料及器件的相关研究，包括二次电池、超级电容器、燃料电池等电化学能源存储与转换材料/器件，以及柔性穿戴能源材料/器件、微纳能源收集器件、自充电能源系统等领域。现已在Science Advances, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, ACS Nano, Nano Energy等SCI期刊发表论文30余篇，其中ESI高被引文章2篇，获授权美国专利1项，申请中国发明专利3项。