半导体光学

课程编码：1800920805Z2P2005H 英文名称：Semiconductor Optics 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业核心课 主讲教师：陈涌海等

本课程是为材料学科各专业硕士生和博士生开设的专业核心课，讲述半导体中光子、声子、电子等基本概念，以及半导体光学性质和光谱特性。主要授课对象是将来从事光电材料和光电信息技术的学生，通过此课程使学生能够掌握半导体光学中的基本概念、光与物质相互作用过程和物理现象、以及几种典型半导体光电子器件基本原理。

固体物理

第一章 绪论 2学时 陈涌海
第1节 半导体和半导体光学发展简介
第二章 麦克斯韦方程、光子和态密度 1.5学时 陈涌海
第1节 真空和均匀介质中的电磁波
第2节 光子、态密度和占据几率
第三章 光与物质相互作用图像 2.5学时 陈涌海
第1节 宏观图像
第2节 微观图像
第四章 非耦合振子 1学时 陈涌海
第1节 非耦合振子模型和介电函数
第2节 介电函数、纵波和光谱
第五章 极化激元 1学时 陈涌海
第1节 极化激元的概念、色散关系
第2节 耦合振子模型及其极化激元
第3节 表面极化激元
第六章 克拉默斯-克勒尼希关系 0.6学时 陈涌海
第1节 克拉默斯-克勒尼希关系一般概念及其应用
第七章 晶格振动和声子 1.4学时 陈涌海
第1节 简单晶格和复式晶格的晶格振动和声子
第2节 缺陷和局域声子、超晶格声子
第3节 声子研究方法简介
第八章 周期晶体中的电子 4学时 陈涌海
第1节 晶体能带理论的基本概念
第2节 晶体能带计算方法简介
第3节 典型半导体的能带结构
第4节 量子阱和超晶格中的电子
第5节 施主、受主和激子
第6节 半导体的能带剪裁
第九章 半导体光学跃迁的基本理论 2学时 陈涌海
第1节 带间跃迁
第2节 带内跃迁
第3节 辐射复合和非辐射复活
第十章 半导体光谱总论 1学时 陈涌海
第1节 半导体光谱分类和简介
第2节 光谱测量基础
第十一章 吸收和反射光谱 4学时 陈涌海
第1节 带间跃迁相关的吸收和反射光谱
第2节 激子吸收
第3节 带内跃迁和自由载流子吸收
第4节 杂质吸收光谱
第十二章 调制光谱 3学时 陈涌海
第1节 调制光谱与调制技术
第2节 偏振调制技术和反射差分谱
第3节 泵浦探测和时间分辨光谱
第十三章 发光光谱 3学时 叶小玲
第1节 发光光谱的测试原理及实验方法
第2节 发光光谱在半导体材料研究中的应用
第十四章 光电流谱与光伏谱 1学时 叶小玲
第1节 光电流谱与光伏谱
第十五章 拉曼光谱 2学时 叶小玲
第1节 拉曼光谱的实验方法
第2节 拉曼光谱在半导体材料检测分析中的应用
第十六章 时间分辨光谱 2学时 叶小玲
第1节 半导体材料中的载流子弛豫过程
第2节 时间分辨光谱实验方法及应用
第十七章 异质结与半导体低维结构的光学性质 6学时 叶小玲
第1节 半导体低维结构及其发展历程
第2节 半导体量子阱和量子线材料的光学性质
第3节 半导体量子点材料的光学性质
第4节 半导体纳米线和纳米晶体的光学性质
第十八章 典型半导体低维结构光电器件及其应用 2学时 叶小玲
第1节 典型半导体低维结构光电器件及其应用
第十九章 单个半导体低维结构的非经典光学性质 2学时 叶小玲
第1节 单个半导体低维结构的非经典光学性质
第二十章 光学微腔中的低维结构 2学时 叶小玲
第1节 光学微腔的构成和基本性质
第2节 光学微腔对半导体低维结构光学性质的调控
第二十一章 表面等离激元对低维结构光学性质的调控 2学时 叶小玲
第1节 表面等离激元对低维结构光学性质的调控
第二十二章 二维材料及其异质结构的光学性质 2学时 叶小玲
第1节 二维材料及其异质结构的光学性质
第二十三章 课堂开卷 2学时 叶小玲
第1节 课堂开卷

陈涌海，男，中科院半导体研究所研究员，杰青，长期从事半导体光学性质研究。叶小玲，女，中科院半导体所副研究员，长期从事半导体光学性质研究。