【《半导体物理》课程教学大纲(本科)】一、课程基本信息

课程名称：半导体物理

课程代码：PHYS-3420

课程性质：专业核心课

学时分配：总学时 64，理论教学 56 学时，实验教学 8 学时

学分：4 学分

授课对象：电子信息类、微电子科学与工程等相关专业本科生

先修课程：大学物理、固体物理、量子力学

课程负责人：XXX

开课学期：第三学年第一学期

二、课程目标

本课程旨在系统介绍半导体材料的基本物理特性及其在现代电子器件中的应用。通过本课程的学习，学生应能够：

1. 掌握半导体的基本结构、能带理论及载流子的运动规律；

2. 理解半导体中杂质和缺陷对电学性能的影响；

3. 熟悉半导体器件的基本工作原理，如二极管、晶体管等；

4. 培养运用物理原理分析和解决实际问题的能力；

5. 为后续专业课程（如半导体器件、集成电路设计等）打下坚实的理论基础。

三、课程内容与教学安排

1. 半导体基础概念（6学时）

- 半导体的定义与分类

- 晶格结构与能带模型

- 本征半导体与掺杂半导体的区别

2. 载流子的产生与运动（8学时）

- 载流子的浓度与分布

- 扩散与漂移现象

- 载流子迁移率与电导率的关系

3. 杂质与缺陷对半导体性能的影响（6学时）

- 杂质的引入方式与作用机制

- 缺陷类型及其对载流子行为的影响

- 表面态与界面态的作用

4. 半导体的光电特性（6学时）

- 光吸收与发光机制

- 光电导效应与光伏效应

- 光电探测器与太阳能电池的基本原理

5. 半导体器件基础（12学时）

- PN结的形成与特性

- 二极管的工作原理与应用

- 双极型晶体管与场效应晶体管的结构与功能

6. 实验教学模块（8学时）

- 半导体电阻率测量实验

- PN结伏安特性测试

- 光电导实验与光敏电阻特性分析

四、教学方法与手段

本课程采用“讲授+实验+讨论”的综合教学模式，注重理论与实践相结合。主要教学方法包括：

- 多媒体课件辅助讲解，增强理解深度；

- 课堂互动与小组讨论，提升学习兴趣；

- 实验操作与数据分析，培养动手能力；

- 鼓励学生查阅文献，撰写小论文，拓展知识视野。

五、考核方式与成绩评定

1. 平时作业与课堂表现（20%）

2. 期中考试（20%）

3. 实验报告与操作考核（20%）

4. 期末考试（40%）

六、教材与参考资料

1. 教材：《半导体物理》（第5版），刘恩科、朱秉升、陈长宁编著，电子工业出版社

2. 参考书目：

- 《Solid State Electronic Devices》, Ben G. Streetman

- 《Physics of Semiconductor Devices》, S.M. Sze

- 《Introduction to Solid State Physics》, Charles Kittel

七、课程特色与创新点

本课程注重基础知识的系统性与实用性，结合当前半导体技术的发展趋势，融入新型材料（如宽禁带半导体、二维材料）的相关内容，拓宽学生的知识面。同时，鼓励学生参与科研项目或学科竞赛，提升综合素质与创新能力。

八、教学团队与资源支持

本课程由具有多年教学与科研经验的教师团队承担，配备完善的实验室设备与教学资源，确保教学质量与学习效果。此外，学校图书馆提供丰富的电子资源与数据库，便于学生自主学习与深入研究。