半导体物理学发展论文
半导体物理发展历程
一、半导体物理的发展历程半导体物理是凝聚态物理领域中的一个活跃分支,也是半导体科学技术发展的重要物理基础。
半个多世纪以来,半导体物理自身不仅在晶态半导体、非晶态半导体、半导体表面、半导体超晶格、纳米半导体和有机半导体等领域中都获得了令世人瞩目的重大进展,而且它还是一系列新材料、新结构、新效应、新器件和新工艺产生的源泉,极大地丰富了凝聚态物理的研究内容和有力地促进了半导体科学技术的迅速发展。
温故而知新。
今天,我们重新认识它的发展规律与特点,对于把握半导体物理在21世纪的发展走向具有直接的现实指导意义。
（一）半导体物理早期发展阶段?20世纪30年代初，人们将量子理论运用到晶体中来解释其中的电子态。
1928年布洛赫提出着名的布洛赫定理，同时发展完善固体的能带理论。
1931年威尔逊运用能带理论给出区分导体、半导体与绝缘体的微观判据，由此奠定半导体物理理论基础。
到了20世纪40年代，贝尔实验室开始积极进行半导体研究，且组织一批杰出的科学家工作在科学前沿。
1947年12月，布拉顿和巴丁宣布点接触晶体管试制的成功。
1948年6月，肖克利研制结接触晶体管。
这三位科学家做出杰出贡献，使得他们共同获得1956年诺贝尔物理学奖。
?晶体管的发明深刻改变人类技术发展的进程与面貌，也是社会工业化发展的必然结果。
早在20世纪30年代，生产电子设备的企业希望有一种电子器件能有电子管的功能，但没有电子管里的灯丝，这因为加热灯丝不但消耗能量且要加热时间，这会延长工作启动过程。
因此，贝尔实验室研究人员依据半导体整流和检波作用特点，考虑研究半导体能取代电子管的可能性，从而提出关于半导体三极管设想。
直到1947，他们经反复实验研制了一种能够代替电子管的固体放大器件，它主要由半导体和两根金属丝进行点接触构成，称之为点接触晶体管。
之后，贝尔实验室的结型晶体管与场效应晶体管研究工作成功。
20世纪50年代，晶体管重要的应用价值使半导体物理研究蓬勃地展开。
CDIO视角下《半导体物理与器件》课程设计
《半导体物理与器件》是上海第二工业大学材料科学与工程专业的一门新课。
由于本校材料科学与工程专业是基于CDIO 培养模式，与传统的培养模式不同，力求学生在掌握专业知识的同时，全面培养针对产品从研发到运行全生命过程的构思、设计、实现和运作过程。
1CDIO教育模式简介CDIO工程教育模式近年来国际工程教育改革的成果。
该模式是基于经验学习模式的，教育理念就是要以这个全过程为载体培养学生的工程能力，其能力不仅包括学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思(conceive)、设计(design),实现(implement)和运行(operate)能力[1]。
上海第二工业大学材料科学与工程专业引入CDIO培养模式的目的就是要对传统的工程教育模式进行改革，培养材料科学与工程专业的复合应用型人才。
CDIO的核心理念体现在2004年1月颁布的12条标准[2]，包括：第一，采用CDIO培养模式；第二，学习效果；第三，一体化教学计划；第四，工程导论；第五，设计制造经验；第六，学生实践场所；第七，一体化学习经验；第八，主动学习；第九，教师CDIO能力的提高；第十，教师教学能力提高；第十一，CDIO能力考核；第十二，CDIO专业评估。
该标准详细地说明了其专业培养的要求，包含了对模式的要求、学生培养的标准以及教师能力的要求等，是探索CDIO培养模式的重要理论依据。
2教学现状《半导体物理与器件》是本校材料科学与工程专业大三学生的一门专业必修课。
本课程全面阐述关于半导体物理与器件的相关知识，包括半导体物理的基础知识和典型半导体器件的工作原理、工作特性。
具体内容包括：半导体材料的基本性质、PN结机理与特性、双极型晶体管、MOS场效应晶体管、半导体器件制备技术、Ga在SiO2/Si结构下的开管掺杂等。
在传统的授课模式下，以老师课堂授课为主，且评分标准以期末考试的卷面成绩。
这种教学方法偏重于理论知识的灌输，割裂了教和学的互动。
固体物理论文2
半导体PN结PN结是采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。
一：了解PN结前先来了解几个内容：1.N型半导体掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。
于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。
2.P型半导体掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。
这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。
3.电子与空穴的移动（1）漂移运动上面叙述的两种半导体在外加电场的情况下，会作定向运动。
这种运动成为电子与空穴（统称“载流子”）的“漂移运动”，并产生“漂移电流”。
根据静电学，电子将作与外加电场相反方向的运动，并产生电流（根据传统定义，电流的方向与电子运动方向相反，即和外加电场方向相同）；而空穴的运动方向与外加电场相同，由于其可被看作是“正电荷”，将产生与电场方向相同的电流。
两种载流子的浓度越大，所产生的漂移电流越大。
（2）扩散运动由于某些外部条件而使半导体内部的载流子存在浓度梯度的时候，将产生扩散运动，即载流子由浓度高的位置向浓度低的位置运动，最终达到动态平衡状态。
二、PN结的形成采用一些特殊的工艺可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。
在二者的接触面的位置形成一个PN结。
P型、N型半导体由于分别含有较高浓度的“空穴”和自由电子，存在浓度梯度，所以二者之间将产生扩散运动。
半导体PN结实验论文-大物实验
半导体PN 结的物理特性及弱电流测量摘要：PN 结是构成双极型晶体管和场效应晶体管的核心，是现代电子技术的基础。
PN 结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。
根据PN 结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同，利用其基本特性可以制造多种功能的晶体二极管。
PN 结温度传感器优点是灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、便于集成化、智能化，能使检测转换一体化。
PN 结传感器的主要应用领域是工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程。
关键词：PN 结；电信号；检测与控制。
Abstract: PN junction is the core components of bipolar transistor and field effecttransistor and the basis of Modern electronic technology.PN junction with unidirectionalconductivity is the characteristics of many devices in the electronic technology.For example, the material base of a semiconductor diode and a bipolar transistor.According to the materials, doping distribution, PN junction geometry and bias conditions, using the basic properties can produce the crystal diode with a variety of functions.PN junction temperature sensor has the advantages of high sensitivity, fast response speed, small volume, light weight, easy integration, intelligentdetection, can make the conversion of integration.The main application field of PN junction sensor is industrial automation, remote sensing, industrial robots, household appliances, environmental monitoring, medical care, medical and biological engineering.Key words: PN junction; signal; detection and control.1 前言随着信息时代的影响越来越深入，各种控制电路已经融入了人们的生活。
半导体激光器的原理及应用论文
本科毕业论文题目：半导体激光器的原理及应用院（部）：理学院专业：光信息科学与技术班级：光信071姓名：张士奎学号：2007121115指导教师：张宁玉完成日期：2010年10月21日目录摘要·IIABSTRACT··IV1前言·11.1光纤传感器技术及发展·12光纤传感器的发展历程·32.1光纤传感器的发展简史·32.2光纤传感器的原理及组成·42.2.1基本原理·42.2.2光纤传感器的基本组成·52.2.3光纤传感器的特点··62.3光纤传感器的研究领域·73光纤传感器的分类及研究方向·143.1荧光光纤传感器·143.2分布式光纤监测技术·153.3光纤传感器在未来的新趋势·154光纤传感器的应用··84.1半导体激光器在激光光谱学中的应用·84.2半导体激光器在光固化快速成型中的应用·8 4.3大功率半导体激光器的军事应用·94.4半导体激光器在医疗上的应用·104.5半导体激光器在数字通信中的应用··124.6半导体激光器在激光打印及印刷市场中的应用··13 结论·17致谢·18参考文献·19摘要激光技术自1960年面世以来得到了飞速发展，作为激光技术中最关键的器件激光器的种类层出不穷，这其中发展最为迅速，应用作为广泛的便是半导体激光器。
半导体激光器的发展迅速,以其独特的性能及优点获得了广泛的应用. 本文介绍了半导体激光器的原理、结构、进展。
还介绍了半导体激光器在激光测距、激光引信、激光制导跟踪、激光瞄准和告警、激光通信、光纤陀螺以及国民经济等各个领域中的应用。
大功率半导体激光器在军事领域和工业领域有着广泛的应用。
霍尔效应实验的应用与拓展—论文
学号：***********某某某某某某某学院学年论文专业：*********年级：20**级姓名：*******指导教师：*******完成学期：20**－20**第**学期霍尔效应实验应用与拓展摘要：霍尔效应实验是物理专业学生的一个重要实验。
本文详细介绍了霍尔效应的实验原理、霍尔效应的发现、本质以及霍尔实验的应用及霍尔实验的拓展。
关键词：霍尔效应；测量方法；应用发展前景With the development of experimentalapplication of Hall effectAbstract: Hall Effect experiment is an important experiment physics majors. This paper introduces the experimental principle, the Hall Effect of the discovery of the Hall Effect, nature and application and Hall experimental development.Key words: Hall Effect; Measuring method; Applied prospects for development引言随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系，还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广阔的应用前景。
华中科技大学半导体物理论文翻译——通过分子内交换技术制造高性能光伏钙钛矿层
通过分子内交换技术制造高性能光伏钙钛矿层Woon Seok Yang, Jun Hong Noh, Nam Joong Jeon, Young Chan Kim, Seungchan Ryu,Jangwon Seo, Sang Il Seok翻译:Crainax英文论文原文标题：2015-High-performance-photovoltaic-perovskite-layers-fabricated-through-intramolecular-exchange摘要与传统的甲基碘化铵(MAPbI3)相比，甲基碘化铅(FAPbI3)钙钛矿的带隙允许吸收更大范围的光谱中的光。
钙钛矿膜的光电性质与膜的质量密切相关，因此沉积致密且均匀的膜对于制造高性能钙钛矿太阳能电池(PSCs)十分关键。
我们报告的关于沉积高质量FAPbI3膜方法中，涉及了FAPbI3结晶通过二甲基亚砜(DMSO)分子插入PbI2与甲脒碘化物的直接分子内交换。
这个过程产生了具有(111)-偏向晶体取向、大颗粒致密微结构和没有残留PbI2平坦表面的FAPbI3膜。
使用该技术制备的膜，能制造具有超过20％最大功率转换效率且基于FAPbI3的PSC。
在过去3年中，器件结构(1-3)，高质量成膜方法(4-6)和钙钛矿材料(7-9)的组成工程的快速发展，促进了快速提高功率转换效率(PCE)的钙钛矿太阳能电池(PSCs)的研究。
虽然报道已经声明用于PSCs(10)的电力转换效率(PCE)高达18％，但是进一步实现经济可行性且接近理论值的PCE的技术仍然是太阳能电池行业中最重要的挑战。
甲基碘化铅(FAPbI3)是一种钙钛矿材料，其可以提供比甲基碘化铵(MAPbI3)更好的性能，因为它能吸收更宽的光谱中的光。
此外，具有n-i-p结构(n侧被太阳辐射)的FAPbI3在电流-电压测量期间具有在扫描方向可忽略的滞后(8-13)。
然而，与MAPbI3相比，FAPbI3更难以形成稳定的钙钛矿相和FAPbI3的高质量膜。
课程思政在半导体物理教学中的实践方法探索
摘要专业课程思政是高校落实立德树人根本任务的重要举措，是培养思想政治觉悟高、专业素养强的青年学生的重要抓手。
该文以半导体物理课程为例，从四个方面分别剖析课程思政与专业课的深度融合方法。
课程思政与专业课的有机结合可以为培养思想政治表现良好、道德品质高尚的中国特色社会主义建设高水平人才打下坚实的基础。
关键词课程思政；半导体物理；实践方法Exploration on the Practical Method of Course -based Ideological and Political Education in Semiconductor Physics Teaching //HU YingfeiAbstract The ideological and political education of professional courses is an important way to carry out the fundamental task of establishing morality and fostering talents in colleges and univer-sities.It is an important method for training young students with high ideological and political awareness and strong professional literacy.Taking semiconductor physics as an example,this paper analyzes the deep integration method of ideological and political education and professional courses from four aspects.The combi-nation of ideological and political education and professional courses can lay a solid foundation for the cultivation of high-level talents of socialism with Chinese characteristics who have good ideological and political performance and noble moral quality.Key words course-based ideological and political education;semiconductor physics;practice method2016年，习近平总书记在全国高校思想政治会议上提出“使各类课程与思想政治理论课同向同行”[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
半导体物理学发展论文
摘要：通过有效的组织能够把科学推力和需求拉力结合在一起，即把科学研究可能带来的新进展和技术本身的发展需求联系在一起。
这需要学术界和产业界广泛而深入的合作，使科学研究的应用潜力能够与社会经济发展的重要领域相结合，这是科学技术得以快速发展的原动力。
自1948年发明晶体管到现在己经有半个多世纪了，晶体管的发明开创了半导体科学技术发展的新纪元。
半导体科学技术的发展不仅有力地推动了现代科学技术的发展进程，而且从根本上改变了当代人类社会生活的面貌。
半导体学科已发展成为一个庞大的学科，并成为当今科学前沿发展最为迅速的学科之一。
随着通讯微电子和计算机技术的发展和大量需要，半导体科学还将继续发展下去，了解半导体物理的发展史，对了解半导体物理的发展现状和推动半导体物理研究的发展会有所帮助，因此探讨半导体物理的发展历史并总结历史经验是有意义的。
一、半导体物理研究的早期工作
半导体的大部分基本特性是在二十世纪以前或二十世纪初观测到的。
这一时期，半导体物理的理论基础—能带理论还没有建立，也没有完整的理论体系来说明半导体的性质及实验中的现象。
但这一时期，已有很多对半导体性质及应用的研究，正是在这些工作的基础上，半导体能带理论建立以后，半导体物理才得以在很短的时间内发展成为一个完整的理论体系。
1. 半导体性质的研究
半导体的研究历史己经延续了一个多世纪，许多早期的工作是在非常困难的情况下进行的。
现在我们知道，为了获得无可质疑的实验结果，需要高纯度的材料。
早期的工作者们所能利用的材料纯度都很低，同非常高的纯度标准相距很远。
尽管如此，人们还是认识到，半导体是一种特殊的物质。
在有关半导体各种性质的理论出现之前，人们早已注意到了它们的一些主要性质。
2. 半导体的应用研究
半导体的第一个重要应用是用来做低频交流整流器。
早在1886年C.E.Fritts就做出了硒整流器。
直到很久以后这种硒整流器也没在动力工程、电子工程或电子设备中得到任何应用。
1927年，L.0.Grondhal和P.H.Geiger闭做出了氧化亚铜整流器，这种整流器随即被广泛应用开来，被用做电池光电器件和无线电装置设备中的低功率整流器。
整流器的发展促使人们对氧化亚铜和硒这两种半导体材料作了很多研究。
二、半导体物理的发展
二十世纪末，三十年代初，人们将量子理论应用到晶体中去解释其中的电子态，并进一步建立了固体的能带理论。
1931年英国物理学家威尔逊应用这一理论给出了区分导体、半导体和绝缘体的微观判据，从而奠定了半导体物理的理论基础。
1948年发明的晶体管，又以其独特的功能吸引了人们广泛的注意，大大促进了半导体物理的研究。
五十年代，半导体物理的研究蓬勃展开，对半导体的能带结构、
各种工艺引起的半导体能带的变化、半导体载流子的平衡及输运、半导体的光电特性等进行研究并作出理论解释，从而发展成为一个完整的理论体系。
其中，对PN结、金属半导体接触理论的研究就是在五十年代发展成熟的。
六十年代，半导体物理的发展已达到成熟与推广时期。
1958年，安德森提出了局域态理论，开创了无序系统研究的新局面，为非晶态半导体物理的研究莫定了基础。
1970年，江崎等提出可以通过人工调制能带的方法制备半导体超晶格，使人们得以对人工调制的周期性结构独特的物理特性和二维电子气进行研究。
也正是在半导体超晶格的研究中，1980年冯.克利青发现了量子霍尔效应这一低维物理现象。
半导体物理的发展经历了从简单到复杂、从三维到低维、从有序到无序的过程，已发展成为一个庞大的理论体系，并具有多个分支学科，象半导体表面物理、半导体超晶格物理、非晶态半导体物理等，现在仍处在科学研究的前沿地位。
三、中国半导体物理界的状况
在我们国内，由于原来的科学基础薄弱，解放前根本没有半导体物理的研究，只是到了解放后才有少数人开始准备半导体的研究工作。
1953年春，中国科学院赴苏联考察的代表团回来报告了苏联在半导体科学研究方面的巨大成就与进展情况，使我国物理工作者进一步认识到了半导体科学技术的重要性。
原计划于1955年1月召开全国性的半导体物理学讨论会，陆学善、黄昆、王守武、洪朝生与汤定元等五位学者组成筹备委员会，以陆学善为召集人，进行筹备工作。
会议由于一些原因被推迟到1956年l月30日在北京举行。
党中央提出了向
科学进军的号召，使半导体事业倍受鼓舞，当时又有几位半导体专家如高鼎三、成众志等从国外问来，使会议增添了新内容。
会议着重介绍了半导体在各方面的应用及物理原理，同时，也交换了有关今后半导体科学技术工作者的培养与半导体的研制机构等惫见。
在当年制定的我国12年科学技术远景规划中，半导体技术被列为57项任务之一，半导体的科学研究与人才培养也被列入到1956年的紧急措施范围之内。
1956年黄昆领导组织了由北京大学、南京大学、吉林大学、复旦大学和厦门大学五校合办的半导体物理专业。
这是我国第一个培养半导体科技人才的专业，黄昆任主任，谢希德任副主任。
1958年，谢希德又组建了复旦大学固体物理教研室，并筹建了上海技术物理研究所，兼任副所长.1956年筹集，1960年止式成立了中国科学院半导体所，这是集半导体物理、器件、材料及其应用研究于一体的综合性研究所：1987年，中国科学院成立了表面物理国家重点实验室：1988年半导体所在从事超晶格、最子阱和低维电子研究工作的同时创建了半导体旬超晶格国家重点实验室。
中国的半导体事业蓬勃发展起来。
有不少工作己经跟上国际发展的步伐，取得了处于发展前沿的成果。
四、结语
晶体管等半导体器件的发明源于社会需求导向的牵引，是科学推力和需求拉力相结合的硕果。
虽然新技术的产生直接来源于科学研究的探索，但科学研究项目的决策、组织都体现着潜在的需求。
通过有效的组织能够把科学推力和需求拉力结合在一起，即把科学研究可能带来的新进展和技术本身的发展需求联系在一起。
这需要学术界和产
业界广泛而深入的合作，使科学研究的应用潜力能够与社会经济发展的重要领域相结合，这是科学技术得以快速发展的原动力。
参考文献：
[1] 阎康年，贝尔实验室[M]，保定：河北大学出版社，1999：147-188.
[2] 王占国，陈涌海，叶小玲，等，纳米半导体技术[M].北京：化学工业出版社，2006：308-383.
[3] 谢树森，雷仕湛，光子技术[M]北京：科学出版社，2004：723-731.。