宽禁带半导体材料与器件（材料与化工）

课程编码：280230085601P3001 英文名称：Wide-Bandgap Semiconductor Materials and Devices 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：郭炜

近三十年来，半导体材料得到了迅猛的发展，从窄禁带到宽禁带，从红外到紫外。人类面临日益突出的能源与环境问题，一直不断推动半导体材料科学向前发展。以GaN为主要代表的短波半导体光电材料，从根本上解决了LED三基色缺色的问题，引发了全球半导体白光照明革命；2014年蓝光LED获得诺贝尔物理奖，肯定了这一重大成果在节能环保领域为人类做出的巨大贡献；作为战略性新兴产业，白光发光二极管也成为了新型高效节能的重要代表；另一方面，宽禁带半导体材料是信息及能源产业的基础，是未来半导体产业发展重要方向，有望不远的将来在信息、能源、电力电子等行业产生新一轮的革命。本课程的目的是向半导体材料、半导体器件、电子技术专业高年级学生（研究生）介绍氮化物材料及光电子器件（发光二极管、激光器、紫外探测器、光伏等）的发展历史、性质、生长技术、功能及应用。本课程的意义在于传授如何从氮化物的外延生长和物理性能层面认识多元半导体及发光波长可调的新型氮化物半导体材料，尤其是培养学生从材料生长角度理解外延-结构-功能三者的关系与规律。其他宽禁带半导体光电子材料（ZnO和ZnSe）及其发展历程也会作一定介绍。

半导体物理 半导体材料 固体物理

第一章 宽禁带半导体材料的发展历程 4.0学时 郭炜
第1节 氮化物材料发展历程
第2节 其他宽禁带半导体材料发展历程
第二章 III族氮化物材料的性质与测试 11.0学时 郭炜
第1节 氮化物材料晶体结构及缺陷
第2节 氮化物材料极性及其他性质
第3节 氮化物材料结构性能测试方法
第4节 氮化物材料光电性能测试方法
第5节 氮化物材料性能测试回所实践课
第三章 III族氮化物材料生长技术 10.0学时 郭炜
第1节 MOCVD设备与氮化物材料生长基础
第2节 氮化物异质结构生长与掺杂技术
第3节 准范德华外延氮化物材料与器件
第4节 氮化物柔性转移技术与应用
第5节 三维结构氮化物材料生长与调控
第四章 氮化物材料发展趋势 7.0学时 郭炜
第1节 长波长InGaN材料生长及应用
第2节 短波长AlGaN材料生长及应用
第3节 氮化物MOCVD生长回所实践课
第五章 氮化物半导体光电子器件原理及工艺 8.0学时 郭炜
第1节 氮化物发光二极管原理与芯片工艺
第2节 氮化物发光二极管封装
第3节 氮化物激光二极管原理与器件
第4节 其他氮化物半导体光电器件
第六章 氮化物材料与光电子器件的应用 8.0学时 郭炜
第1节 氮化物发光二极管在半导体照明领域的应用
第2节 氮化物发光二极管在其他领域的应用
第3节 氮化物在光伏领域的应用
第4节 其他氮化物光电子器件的应用
第七章 课堂考试（开卷） 2.0学时 郭炜
第1节 课堂考试（开卷）

本科毕业于上海交通大学，博士毕业于美国北卡罗来纳州立大学。曾担任美国应用材料有限公司研发工程师，2016年加入中科院宁波材料所，先后任“特聘青年研究员”、副研究员、研究员。入选国家高层次青年人才计划、浙江省人才。长期从事第三代半导体（III族氮化物）材料与器件的研究。主持了国家自然科学基金区创联合基金、面上、青年基金、科技部重点研发计划、中科院科研仪器设备研制项目、浙江省杰青、宁波市重大专项等课题。在Appl. Phys. Lett., Optica, Photon. Res., Opt. Lett., Adv. Funct. Mater., 等领域权威期刊上发表论文90余篇，引用3000余次、h因子24。申请中国发明专利30余项，授权16项。 担任《information & Functional Materials》,《光子学报》等期刊青年编委，应邀在全国宽禁带半导体会议、全国MOCVD学术会议等多个学术会议中作邀请报告。