半导体异质结物理

课程编码：1800920805Z2P4005H 英文名称：Physics of Semiconductor 课时：20 学分：1.00 课程属性：研讨课 主讲教师：王晓亮等

本课程是面向已具有半导体物理等基础知识的研究生所开设的研讨课。讲述半导体异质结的基本物理原理与特性，介绍国内外半导体异质结方面的研究成果。通过本课程的学习，使学生能够半导体异质结的基本原理并对各类异质结器件应用技术发展有所了解。

固体物理、半导体物理

第一章 引言 1学时 王晓亮
第1节 引言
第二章 半导体异质结的组成与生长 3学时 王晓亮
第1节 异质结的分类
第2节 异质结的晶格失配
第3节 异质结的生长
第三章 半导体异质结的能带结构 3学时 王晓亮
第1节 理想突变异质结的能带
第2节 非理想突变异质结的能带
第四章 半导体异质结激光器 3学时 王晓亮
第1节 激光产生的基本原理
第2节 半导体激光器的增益
第3节 异质结激光器
第五章 半导体异质结的伏安特性与异质结晶体管 4学时 肖红领
第1节 理想突变结的伏安特性
第2节 异质结的注入比与超注入
第3节 异质结双极晶体管
第六章 二维电子气与调制掺杂器件 3学时 肖红领
第1节 异质结量子阱中的二维电子气
第2节 调制掺杂结构和场效应晶体管
第七章 半导体异质结的光电特性 3学时 肖红领
第1节 异质结的光伏特性
第2节 异质结太阳能电池

首席教授王晓亮：中国科学院半导体研究所二级研究员、博士、博士生导师。作为首席教授，从2016年开始承担《宽禁带半导体电子器件》的授课工作、从2018年开始承担本课程的前身课《半导体异质结材料及应用》的授课工作。
1995年起在国内率先开展了GaN基材料和器件的研究工作，在该领域一直起骨干、引领、示范和带动作用。主持国家重大科技专项、863重大项目、自然科学基金重大项目、973项目等多项国家重大课题的研究工作。在宽禁带GaN基半导体外延材料领域，通过自主创新，取得重大技术突破，形成了系统知识产权，取得了一批具有国内领先水平、国际先进水平的突出研究成果，一些成果达到国际领先水平。建成国产GaN基微电子外延材料技术平台，实现了批量供片。
用自主研制的GaN基微电子材料，先后合作研制出我国第一支GaN基HEMT器件、第一支GaN基X波段微波功率器件、第一块GaN基微波单片集成电路、连续波输出功率为132W和脉冲波输出功率为176W的X波段微波功率模块电路。深入开展了GaN电力电子器件以及SiC基电力电子器件的研发工作。
于2009年研制出我国首台GaN基材料的MOCVD工程化样机。2014年研制出一次可生长14片4英寸（或5片6英寸、3片8英寸）GaN基材料生长专用MOCVD设备，实现了大尺寸GaN基材料装备核心技术的自主研发与创新。
2006年获中科院先进个人荣誉称号，2009年和2017年两次获工信部科学技术进步一等奖，2012年获北京市科技进步二等奖，2012年被中国科协评为全国优秀科技工作者，2018年获国务院政府特殊津贴荣誉，2019年获国家科学技术进步一等奖。
在国内外主要学术刊物上发表研究论文近200篇；申请国家发明专利67项，获得授权46项；合作编著出版书籍《半导体微纳制造技术及器件》（科学出版社）；撰写《10000个科学难题》信息科学卷中的专题篇“固态微波器件”（p328-331，科学出版社）；撰写《第三代半导体材料与器件进展》（南京大学出版社）中的GaN微波器件（p185-214）、电力电子器件（p214-248）、InGaN太阳能（p324-351）部分。已培养并取得博士学位的研究生43名。
主讲教师肖红领：博士、中国科学院半导体研究所研究员。从2018年开始在国科大承担本课程的前身课《半导体异质结材料及应用》的授课工作。在半导体所参加工作以来，国内首先研制出全组分InGaN外延材料与InGaN太阳能电池原型器件，参与研制出高质量的蓝宝石衬底和碳化硅衬底上的GaN基外延材料，性能为国内领先水平、国际先进水平，其中二维电子气迁移率达到国际领先水平。累计发表研究论文60余篇，申请国家发明专利30余项。