半导体光电材料与器件

课程编码：1800920805Z2P3003H 英文名称：Semiconductor Opto-Electronic Materials and Devices 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：马文全等

本课程为专业普及课，针对的对象是材料与光电技术学院、电子电气与通信工程学院及物理学院的高年级本科生及研究生，以及从事半导体光电子器件，特别从事半导体探测器和激光器研究领域的科研人员。半导体探测器及激光器在军事及民用领域有着非常广泛的应用，本课程主要介绍以半导体低维结构的量子效应为基础的探测器和激光器，主要研讨高性能半导体探测器及激光器的设计原理、材料生长、器件工艺制作、性能表征、发展现状及所面临的挑战。主讲人将根据自己多年来从事相关研究工作的丰富经验，以自己近期在相关研究中的大量发表文章为基础，为学生讲授相关半导体探测器及激光器研究中需要解决的最前沿的问题。
通过本课程的学习，希望学生对探测器及激光器的基本原理、性能、材料生长及器件工艺的现状及面临的挑战能有一个基本的了解，希望本课程能够激发学生对相关研究的兴趣，为将来从事具体的科研工作打下基础。

量子力学基础知识,固体物理基础知识，半导体物理基础知识

第一章 半导体探测器 24学时 马文全
第1节 红外探测器的分类
第2节 红外探测器的性能参数
第3节 量子阱红外光电探测器
第4节 量子点红外光电探测器
第5节 二类超晶格红外光电探测器
第二章 光谱测试设备及半导体光谱测试 8学时 张艳华
第1节 光谱测试设备
第2节 半导体光谱测试
第三章 半导体光电材料及器件测试方法 8学时 张艳华
第1节 半导体光电材料测试方法
第2节 半导体器件性能参数测量方法
第四章 探测器的能带结构设计理论模拟及雪崩探测器 4学时 张艳华
第1节 探测器的能带结构设计理论模拟
第2节 雪崩探测器
第五章 激光器的工作原理及结构设计 6学时 马文全
第1节 激光器的工作原理
第2节 激光器的结构设计

马文全，兰州大学物理系毕业，中科院半导体所理学硕士，德国洪堡大学理学博士，博士论文工作是在柏林Paul-Drude固体电子研究所从事的，2001-2004年在美国阿肯色大学物理系从事博士后研究工作。2004年10月加入中科院半导体所。长期从事低维半导体结构的材料生长、物理特性及器件研究工作。
目前的研究兴趣主要是：半导体光电子材料及器件物理研究，锑化物红外探测器及激光器，量子点红外探测器及激光器，新型低维半导体低维结构材料及器件。
取得的重要科研成果：
近几年主要取得的科研成果有：研制成功短波、中波、长波、甚长波及短/中波、中/长波、长/甚长波双色InAs/GaSb二类超晶格红外探测器，中波、长波及甚长波器件结构的超晶格材料X射线衍射卫星峰半宽分别为20、17 及21 弧秒，为世界最好水平;与兄弟单位合作研制成功二类超晶格各种波段单色及中/长波双色红外焦平面阵列器件，器件具有极低的噪声等效温度差；研制成功带间级联激光器等等。

张艳华，男，博士，副研究员，硕士生导师 。
2005年-2007年从北京理工大学获得硕士学位，硕士期间主要从事分子束外延（MBE）低维材料生长工作。2007年-2019年在中国科学院半导体研究所工作，主要从事量子点、量子阱红外探测器方面的研究。2009年-2012年在中国科学院半导体研究所获得博士学位，主要从事InAs/GaSb II类超晶格红外探测器的研究。并留所工作，目前，主要从事锑化物红外探测器和太赫兹探测器的研究。在国内外各种期刊上发表论文30余篇,申请专利6项，授权2项。
取得的重要科研成果：
成功研制出具有极高晶体质量的InSb和混合型两种界面类型的长波InAs/GaSb 二类超晶格红外探测器，证实InSb界面优于混合界面，并首次进行了物理解释。在国际上首次报道了两端电压调制窄带长波/甚长波双色InAs/GaSb II类超晶格红外探测器。国际上首次报道了最短波长为1微米的InAs/GaSb II类超晶格红外探测器。与兄弟单位合作研制成功二类超晶格中波、长波及中/长波双色红外焦平面阵列器件。
主要研究领域方向：
新型低维半导体结构材料生长及器件，锑化物红外探测器，太赫兹探测器。

黄建亮，男，博士，副研究员。
2007年北京邮电大学电子工程学院学士毕业， 2012年博士毕业于中国科学院半导体研究所，随后在华为技术有限公司工作。2014年-2016年在中国科学院苏州纳米所从事博士后研究工作，随后工作于中国科学院半导体研究所，长期从事低维半导体结构的材料生长、物理特性及器件方面的研究。目前研究方向为锑化物超晶格材料的生长、物理及其器件（红外探测器）研究，主要包括超晶格红外探测器、带间级联激光器器件和量子阱（点）红外探测器等相关研究工作。目前发表学术文章近40篇，包括PR、APL、IEEE EDL等杂志，申请国家发明专利5项；同时作为项目负责人或骨干完成多项国家科研项目和公司成果转化项目。在国内首次报道了中波带间级联激光器，同时推动了中波、长波、中短和中长双色焦平面组件成果项目转化。