半导体纳米电子学

课程编码：1800920805J1P3003H 英文名称：Nanoelectronics of Semiconductors 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：韩伟华等

本课程紧密结合半导体纳米电子学最新研究成果，从介观物理现象出发，重点介绍纳米电子学的理论、纳米结构器件原理及其核心技术。讲述的纳米电子学原理及其关键技术广泛适用于各类半导体及其他信息功能材料的纳米结构器件的研发制造，包括电子器件、光电子器件、传感器件等。本课程能够帮助从事半导体器件、微纳功能器件等的研究者了解掌握各类纳米结构器件的工作原理、关键技术和发展方向。

固体物理、量子力学

第一章 从微电子学到纳米电子学 4学时 韩伟华
第1节 微纳米电子学的发展
第2节 微纳米晶体管的进展
第3节 光刻技术的推动
第4节 后摩尔定律时代来临
第二章 纳尺度空间中的物理现象 4学时 韩伟华
第1节 电子的粒子性与波动性
第2节 时空尺度和输运范围
第3节 半导体纳米结构中的新现象
第4节 半导体纳米结构的制备技术
第三章 纳米结构电子态及其输运 2学时 韩伟华
第1节 薛定谔方程
第2节 自由电子和受束缚电子
第3节 粒子统计和态密度
第4节 纳米结构中的量子化电导
第四章 量子阱结构器件（一） 4学时 王晓东
第1节 穿过势垒的隧穿
第2节 材料界面处的势能分布
第3节 隧穿的应用
第五章 量子阱结构器件（二） 4学时 王晓东
第1节 Esaki隧穿二极管
第2节 共振隧穿二极管
第3节 超晶格及量子阱激光器
第六章 单电子器件 4学时 王晓东
第1节 库仑阻塞
第2节 隧道结
第3节 量子点结构器件中的库仑阻塞
第4节 单电子三极管
第5节 其它SET与FET结构
第七章 纳米线晶体管 2学时 韩伟华
第1节 硅纳米线晶体管
第2节 III-V族纳米线晶体管
第3节 碳纳米管晶体管
第八章 单原子器件 4学时 韩伟华
第1节 硅晶体管的物理尺度极限
第2节 硅纳米线中杂质原子的电离
第3节 离化杂质诱导的量子点及其耦合
第4节 电荷的离域化及输运行为
第九章 半导体量子阱、量子线和量子点模型 4学时 王晓东
第1节 半导体异质结和量子阱
第2节 量子线和纳米线
第3节 量子点和纳米粒子
第4节 量子结构的加工技术
第十章 纳米热电器件 2学时 王晓东
第1节 半导体热电效应
第2节 纳米热电材料特性
第3节 纳米热电器件
第十一章 纳米图形生成技术 4学时 韩伟华
第1节 光刻技术概述
第2节 电子束曝光技术
第3节 新型纳米光刻技术
第十二章 纳米结构生长及表征技术 2学时 王晓东
第1节 分子束（MBE）外延生长技术
第2节 金属有机气相沉积（MOCVD）技术
第3节 一维纳米线的制备方法
第4节 常用纳米材料表征技术
第十三章 量子器件的输运 2学时 韩伟华
第1节 量子输运参数的表征
第2节 分裂栅结构的一维输运
第3节 双势垒结构的共振隧穿输运
第4节 单电子库仑振荡电导和光电流谱
第十四章 习题课 2学时 韩伟华
第1节 基本概念和原理
第2节 应用与思考
第十五章 讨论课 4学时 王晓东
第1节 研究生报告（一）
第2节 研究生报告（二）
第十六章 考试 2学时 韩伟华
第1节 考试

0001863-韩伟华，中国科学院半导体研究所研究员、博士生导师、中国科学院大学岗位教授。长期从事半导体微纳结构器件与工艺技术开发研究。主持完成国家自然科学基金和科技部863计划、973计划、国家重点研发计划等多项国家级项目。开发完成了杂质原子作为量子构件的硅纳米结构晶体管，设计制作了新型集成相变栅结构的硅纳米线晶体管、硅基图形衬底横向生长InAs纳米线晶体管和脉冲耦合CMOS神经元电路等，发表SCI/EI等论文130余篇，授权专利30余项。

0008366-王晓东，中国科学院半导体研究所研究员、博士生导师、中国科学院大学岗位教授。长期从事半导体量子点光电器件、高效太阳能电池、纳米热电器件等。主持完成国家自然科学基金、科技部863计划、重点研发计划等多项国家级项目、北京市科委项目和中科院项目等。研制出量子点场效应管光电探测器件，发现器件的负微分电阻等现象并提出了物理模型。研究了III-V高效多结太阳能电池的制备工艺及其优化技术，并且进行了纳米陷光结构研究，所获成果被同行多次引用。成功改善多种光电器件的光学膜性能，如明显提升大功率LED的出光效率等。发表SCI/EI等论文150余篇，授权专利40余项。