课程大纲

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纳米半导体传感技术

课程编码:1802120805J1P3007H 英文名称:Nano Semiconductor Sensing Technology 课时:40 学分:2.00 课程属性:专业课 主讲教师:胡卫国等

教学目的要求
本课程是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 第一章传感器概论
第1节 第1节 传感器定义及其分类 0.5学时 蒲雄
第2节 第2节 传感技术 0.5学时 蒲雄
第3节 第3节 传感技术的地位与作用 0.3学时 蒲雄
第4节 第4节 传感技术的发展现状与趋势 0.4学时 蒲雄
第5节 第5节 传感器的基本特性 0.3学时 蒲雄
第二章 第二章传感器工艺
第1节 第1节 光刻工艺 1学时 蒲雄
第2节 第2节 刻蚀工艺 1学时 蒲雄
第三章 第三章半导体气敏元件传感器
第1节 第1节 概述 0.5学时 蒲雄
第2节 第2节 半导体气体传感器机理和特性 0.5学时 蒲雄
第3节 第3节 代表性半导体气体传感器 0.5学时 蒲雄
第4节 第4节 纳米气体传感器 0.5学时 蒲雄
第四章 第四章 半导体磁敏元件传感器
第1节 第1节 半导体的磁敏效应 0.5学时 蒲雄
第2节 第2节 霍尔元件 0.5学时 蒲雄
第3节 第3节 磁阻元件 0.5学时 蒲雄
第4节 第4节 巨磁阻 0.5学时 蒲雄
第5节 第5节 隧穿磁阻 0.5学时 蒲雄
第6节 第6节 磁敏二极管 0.5学时 蒲雄
第7节 第7节 磁敏三极管 0.5学时 蒲雄
第8节 第8节 微型磁通门 0.5学时 蒲雄
第五章 第五章 机械量传感器
第1节 第1节 电容式机械量传感器 2学时 胡卫国
第2节 第2节 电阻式机械量传感器 1学时 胡卫国
第3节 第3节 新兴人机交互技术 1学时 胡卫国
第4节 第4节 压电效应与材料 1学时 蒲雄
第5节 第5节 压电效应力传感器 1学时 蒲雄
第6节 第6节 压电电子学和压电光电子学 0.5学时 蒲雄
第7节 第7节 压电电子学效应力传感器 0.5学时 蒲雄
第8节 第8节 压电光电子学效应力传感器 1学时 蒲雄
第六章 第六章 光学传感器
第1节 第1节 光电传感器 1学时 胡卫国
第2节 第2节 光纤传感器 1学时 胡卫国
第七章 第七章 半导体热敏元件传感器
第1节 第1节 热电阻 0.5学时 蒲雄
第2节 第2节 半导体热敏二极管 0.5学时 蒲雄
第3节 第3节 半导体热敏晶体管 0.4学时 蒲雄
第4节 第4节 集成温度传感器 0.4学时 蒲雄
第5节 第5节 热电偶传感器 0.2学时 蒲雄
第八章 第八章 光电传感器
第1节 第1节 外光电效应传感器 1学时 胡卫国
第2节 第2节 内光电效应传感器 1学时 胡卫国
第3节 第3节 位置传感器 0.5学时 胡卫国
第4节 第4节 色敏传感器 0.5学时 胡卫国
第5节 第5节 图像传感器 1学时 胡卫国
第九章 第九章 化学传感器
第1节 第1节 电化学传感器 1学时 蒲雄
第2节 第2节 半导体化学传感器 1学时 蒲雄
第3节 第3节 光化学传感器 1学时 蒲雄
第4节 第4节 机械化学传感器 1学时 蒲雄
第十章 第十章 生物传感器
第1节 第1节 离子敏传感器 0.5学时 蒲雄
第2节 第2节 离子选择电极法 0.5学时 蒲雄
第3节 第3节 离子敏场效应晶体管传感器 0.5学时 蒲雄
第4节 第4节 新型纳米结构ISFET传感器 0.5学时 蒲雄
第十一章 第十一章 研讨课
第1节 第1节 研讨课 2学时 蒲雄
第2节 第2节 研讨课 2学时 蒲雄
第3节 第3节 研讨课 2学时 蒲雄
第4节 第4节 研讨课 2学时 蒲雄

教材信息
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年5月 清华大学出版社

参考书
1、 先进传感技术 杨圣 2014年1月 中国科学技术大学出版社

课程教师信息
蒲雄,中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员。2014年于美国德克萨斯农工大学获得博士学位,同年,加入中国科学院北京纳米能源与系统研究所。主要从事柔性能源与柔性电子材料相关研究,包括机电能量转换材料与器件、电化学能量存储材料与器件、及离子导体聚合物材料等方面的研究工作。现已在Nat. Commun., Sci. Adv., Adv. Mater., Energy Environ. Sci.等期刊发表论文100余篇;论文他引9800余次,H指数47;担任Elesiver旗下Materials Science in Semiconductor Processing期刊副主编、The Innovation, InfoMat, Nano-Micro Letters, Adv. Fiber Mater., Rare Metals等期刊青年编委。

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。