半导体光电化学

课程编码：1800920805Z2P4006H 英文名称：Semiconductor Photoelectrochemistry 课时：20 学分：1.00 课程属性：研讨课 主讲教师：王智杰等

本课程为材料物理与化学专业博士研究生的专业普及课。半导体光电化学技术为解决当前能源与环境问题提供了新的策略。本课程讲述了半导体材料光电化学基本理论和方法及其在太阳能分解水制氢、催化降解污染物等方面的应用；并结合光电化学研究的发展趋势，介绍人工光合作用等前沿课题。通过本课程学习，要求学生掌握光电化学的基本理论与方法；了解半导体光电化学领域相关的基础问题与前沿进展；了解半导体光电化学与材料、环境、物理、能源等学科广泛且紧密的交叉与联系；期望有助于相关专业的博士生在从事自身研究过程中开阔研究思路和方法。

半导体物理，电化学

第一章 绪论 1学时 岳世忠
第1节 绪论
第二章 半导体物理基础 2学时 岳世忠
第1节 晶体结构于固体能级
第2节 光学性质
第3节 态密度和载流子浓度（本征半导体和掺杂半导体）
第4节 载流子的运输
第5节 载流子的激发和复合
第6节 非平衡条件下的费米能级
第三章 半导体表面和异质结 2学时 岳世忠
第1节 真空条件下的金属和半导体表面
第2节 金属半导体接触（肖特基结）
第3节 P-N结
第4节 欧姆接触
第5节 光电压和光电流
第6节 表面复合
第四章 固-液界面 1学时 王智杰
第1节 界面结构和吸附
第2节 界面上的电荷和电位分布
第3节 电位分布分析
第五章 半导体固-液界面的电荷转移过程 3学时 王智杰
第1节 金属电极上的电荷转移过程
第2节 半导体电极上的电流-电压的定性描述
第3节 一步氧化还原反应
第4节 准费米能级
第5节 重组能量的确定
第6节 两步氧化还原反应
第7节 光致发光和电致发光
第8节 热载流子
第9节 电极反应催化
第六章 应用 1学时 王智杰
第1节 光电化学太阳能转换
第2节 光催化
第3节 半导体的刻蚀
第七章 学生文献调研汇报与研讨 10学时 岳世忠
第1节 光电化学太阳能转换应用与发展趋势
第2节 光解水应用与发展趋势
第3节 光降解污染物应用与发展趋势
第4节 半导体的刻蚀应用与发展趋势
第5节 人工光合作用

王智杰，中国科学院半导体研究所研究员，2004年6月于浙江大学获学士学位；2009年6月于中国科学院半导体研究所获博士学位。2009年7月至2015年2月，先后在美国怀俄明大学，迈阿密大学，密歇根大学，德国伊尔梅诺理工大学从事博士后，访问学者等工作。2015年3月作为中科院百人计划引进回国。主要从事纳米材料与器件、新型光伏器件、光电化学与电化学等领域内的研究工作。在Nat. Commun.、Energy Environ. Sci.、Adv. Funct. Mater.、Laser Photonics Rev.、JACS、Angew. Chem.、Adv. Energy Mater.、ACS Nano等期刊上发表学术论文88篇，其中JCR一区杂志论文44篇，影响因子大于10期刊论文27篇。申请专利7项，授权1项。承担科研项目8项，涵盖国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、中国科学院百人计划项目及前沿科学重点研究计划项目等。担任Journal of Physics D: Applied Physics 和Journal of Semiconductors等杂志编委。德国物理学会会员。多次参与主办国内、国际会议，出任国际会议的组委秘书。受邀在Photonics and Electromagnetics Research Symposium 2018、以及第十二届海峡两岸三地光电子学研讨会等国内外学术会议上做特邀报告13次。
岳世忠副研究员，2018年在中国科学院大学获得博士学位，之后一直在新加坡国立大学从事博士后研究，2022年7月申请中科院百人计划回国，在中国科学院半导体研究所参加工作。长期致力于新型光电相关器件的开发和物理机制研究，在相关领域共发表SCI文章47篇，包括EES，AFM，NC，Small，JMCA等期刊，单篇最高影响因子为32.5。申请专利7项，授权5项。先后主持和参与多项项目，包括国家自然科学基金委青年基金，中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、高技术和横向课题等项目。主要研究方向：突破衍射极限等离激元纳米激光器、太阳能电池、有机热电和光致变色等。