半導體物理學（SemiconductorPhysics）課程任務理解并掌握半導體物理的基本原理和典型半導體材料及簡單結構的主要性質；掌握半導體材料和簡單結構的性能測量原理和方法；為后續專業課程的學習和將來的工作打下基礎。教學計劃和要求理論教學40學時完成每章的作業，作為平時成績計入總成績；實驗教學8學時認真完成實驗，獨立完成實驗報告，獲得實驗分。平時作業10分+實驗15分+期中考核5分

+期末考試70分教材：

劉恩科：半導體物理學（第七版），國防工業出版社；

參考資料：1、葉良修編：《半導體物理學》

（上冊）；

2、顧祖毅編

：《半導體物理學》；

3、施敏《PhysicsofSemiconductorDevices》

●半導體中的電子狀態（6）●

半導體中的雜質和缺陷能級（4）●半導體的導電性（8）●熱平衡時半導體中的載流子的統計分布（10）●非平衡載流子（8）●PN結（自學)本課程理論教學主要內容：●半導體磁效應-Halleffect(1）●半導體的接觸（金/半、MIS)（3）序言

一、半導體物理知識框架材料物理晶體結構能帶結構結構載流子電子、空穴本征、雜質平衡、非平衡器件物理PN結金半接觸MIS結構●什么是半導體？●半導體的分類●半導體的地位●半導體的發展二、半導體物理的發展概況㈠、什么是半導體？從導電性（電阻）：固體材料可分成：超導體、導體、半導體、絕緣體。電阻率ρ介于導體和絕緣體之間，并且具有負的電阻溫度系數→半導體。電阻率：

導體：

ρ＜10-4Ωcm例如：ρCu=10-6Ωcm；半導體：10-3Ωcm＜ρ＜108Ωcm；ρGe=0.2Ωcm

絕緣體：ρ＞108Ωcm?！耠娮铚囟认禂礣R半導體金屬絕緣體負的溫度系數㈡、半導體材料的分類按功能和應用分微電子半導體光電半導體熱電半導體微波半導體氣敏半導體∶∶按組成分：無機半導體：元素、化合物有機半導體按結構分:晶體：單晶體、多晶體非晶、無定形

1.無機半導體晶體材料（組分）無機半導體晶體材料包含元素半導體、化合物半導體及固溶體半導體。(1)元素半導體晶體Si、Ge、Se

等元素GeSeSiCBTePSbAs元素半導體SISn熔點太高、不易制成單晶不穩定、易揮發低溫某種固相稀少主流化合物半導體Ⅲ-Ⅴ族Ⅱ-Ⅵ族金屬氧化物Ⅳ-Ⅵ族Ⅴ-Ⅵ族Ⅳ-Ⅳ族InP、GaN、GaAs、InSb、InAsCdS、CdTe、CdSe、ZnSSiCGeS、SnTe、GeSe、PbS、PbTeAsSe3、AsTe3、AsS3、SbS3CuO2、ZnO、SnO2(2)化合物半導體及固溶體半導體

(1)非晶Si、非晶Ge以及非晶Te、Se元素半導體；

(2)化合物有GeTe、As2Te3、Se4Te、Se2As3、As2SeTe非晶半導體2.非晶態半導體（結構）有機半導體通常分為有機分子晶體、有機分子絡合物和高分子聚合物。

酞菁類及一些多環、稠環化合物，聚乙炔和環化脫聚丙烯腈等導電高分子，他們都具有大π鍵結構。

3.有機半導體（組分）㈢、半導體材料的地位國民經濟國家安全科學技術半導體材料是微電子和光電子重要材料通信、高速計算、大容量信息處理、空間防御、電子對抗、武器裝備的微型化、智能化㈣、半導體的發展萌芽期成長期成熟期衰退期1874年F.Braun金屬－半導體接觸氧化銅、硒整流器、曝光計1879年Hall效應K.Beadeker半導體中有兩種不同類型的電荷1948年

Shockley，Bardeen,Brattain鍺晶體管

(transistor)點接觸式的硅檢波器1940187019301950萌芽期硅晶體管第一個點接觸式的晶體管(transistor)成為現代電子工業的基礎Ge晶體管獲1956年諾貝爾物理獎1955年德國西門子氫還原三氯硅烷法制得高純硅1950年G.K.Teel直拉法較大的鍺單晶1952年G.K.Teel直拉法第一根硅單晶1957年第一顆砷化鎵單晶誕生19601950進入成長期1952年H.Welker發現Ⅲ-Ⅴ族化合物1958年W.C.Dash無位錯硅單晶1963年用液相外延法生長砷化鎵外延層，半導體激光器1963年砷化鎵微波振蕩效應19701960硅外延技術

1965年J.B.Mullin發明氧化硼液封直拉法砷化鎵單晶Andthen?分子束外延MBE金屬有機化學汽相沉積MOCVD半導體超晶格、量子阱材料雜質工程能帶工程電學特性和光學特性可裁剪●一維量子線、零維量子點基于量子尺寸效應、量子干涉效應、量子隧穿效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代量子器件的基礎。結構上●寬帶隙半導體材料寬帶隙半導體材料主要指的是金剛石、III族氮化物、碳化硅、立方氮化硼以及II-VI族硫、錫碲化物、氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN

和金剛石薄膜等材料,因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻射半導體微電子器件和電路的理想材料，在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應用前景。材料上石墨烯（graphene）是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料，是構建其它維度碳質材料（如零維富勒烯、一維碳納米管、三維石墨）的基本單元。石墨烯具有優異的電學、熱學和力學性能，可望在高性能納電子器件、復合材料、場發射材料、氣體傳感器及能量存儲等領域獲得廣泛應用。由于其獨特的二維結構和優異的晶體學質量，石墨烯蘊含了豐富而新奇的物理現象，迅速成為材料科學和凝聚態物理領域近年來的研究熱點。2004年由英國曼徹斯特大學科斯提亞.諾沃謝夫和安德烈.蓋姆(AndreGeim)發現2010年，他們因發現了石墨烯而被授予科學界最高榮譽諾貝爾