计算数学-上海师范大学数理学院

凝聚态物理专业（070205）培养方案

（学术型硕士研究生） Condensed Matter Physics

一、培养目标和要求

1.努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品德良好，学风严谨，具有较强的事业心和献身精神，积极为社会主义现代化建设服务。

2. 培养掌握坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识，能将物理理论与实际问题关联起来的、具有理论与实践相结合能力的研究与应用性专业人才。

3. 积极参加体育锻炼，身体健康。 4. 硕士研究生应达到的要求：

(1)掌握本学科的基础理论和相关学科的基础知识，有较强的自学能力，及时跟踪学科发展动态；能广泛获取各类相关知识，对科技发展具有敏感性。

(2)具有项目组织综合能力和团队工作精神，具有强烈的责任心和敬业精神。 (3)有扎实的英语基础知识，能流利阅读专业文献，有较好的听说写译综合技能。 (4)获得具有创新价值的研究结果。

5. 本专业的主要学习内容有：高等量子力学，群论，计算物理，高等固体物理，半导体物理与器件，低维物理与薄膜技术，专业英语等课程，另外还要参加教学实习，全国性学术交流会议，撰写毕业论文等实践环节。硕士生毕业可以继续深造攻读博士学位，或在相关企事业任职。

二、学习年限

1. 培养方式

采用课堂教授、讨论、专题发言与课后自学、写读书笔记；社会调研与教学实习；参与科研与学术活动相结合的培养模式。在学习年限内，要求学生保证规定的在校学习时间。

2. 学习年限

硕士研究生：学制3年，培养年限总长不超过5年。在完成培养要求的前提下，对少数学业优秀的研究生，可申请提前毕业。

三、研究方向与导师 （一）研究方向

1.光电子物理。导师主要有石旺舟教授、赵祥永研究员、刘锋教授、林方婷副教授、唐艳学副教授、王飞飞副教授等。

2.材料物理。导师主要有潘裕柏研究员、陈之战研究员、胡古今研究员，王涛副教授、秦晓梅副教授、刘爱云副教授等。

3.信息光学。导师主要有冯勋立研究员、闫爱民副研究员、胡志娟副教授、赵振宇副研究员、何晓勇副研究员等。

4. 微纳米结构与器件研制。导师主要有黄磊教授（东方学者），张毅闻教授（东方学者），韩奇峰副教授，肖桂娜副教授，杜伟杰副研究员等。

5. 材料与器件模拟设计与计算。导师主要有叶翔研究员，谢逸群副教授，梁云烨副研究员，吉凯副研究员等。

（二）导师简介（每位导师介绍不得超过400字）

石旺舟，男，1963年11月出生，94年毕业于中科院固体物理研究所，获博士学位，现为上海师范大学教授，“光电材料与器件重点实验室”主任。主要研究方向为功能氧化物薄膜材料与器件。完成国家自然科学基金和省部级科研项目近二十项；发表研究论文80余篇，研究成果获省市级奖励三次。

陈之战, 男, 1968年1月生，博士，研究员，硕士生导师。研究方向为宽禁带半导体材料与器件。先后承担科技部863、973预研、国家自然科学基金等项目16项，出版专著1本，发表论文70余篇，发表文章他引超过500次，申请专利12项，其中已授权5项。

黄 磊, 上海市特聘教授、东方学者，国家科学奖和自然科学基金评审专家。1999年于中国科技大学材料系获博士学位，曾任新加坡数据存储研究院高级工程师、日本板硝子株式会社(NSG)筑波研究所高级工程师、新加坡南洋理工大学微电子系研究员和在无线通讯产品制造企业从事无线及便携式元器件的研发和管理，现今主要研究方向：石墨烯和纳米碳材料、印刷电子学、新型柔性储能器件和印制式传感器件等，获得美国发明专利三项，中国发明专利三项，发表学术论文50多篇，同行他引600余次,其中第一作者单篇论文最高他引138次。

叶翔，男，研究员，1980年3月生，2007年复旦大学物理系理论物理专业毕业，理学博士学位。2007至2009年美国加州大学尔湾分校（University of California Irvine）分子生物与生化系博士后。2010年加入上海师范大学。已在Phys. Rev. B，Carbon，Biophysical Journal等国际期刊上发表SCI论文30余篇。主持国家自然科学基金及上海市自然科学基金各1项。现今主要研究方向为：隐性溶剂分子动力学方法开发和低维纳米体系的力学性质及电子结构研究。

刘锋，男，教授，1980年6月生，2008年复旦大学物理系凝聚态物理专业毕业，理学博士学位。学位论文获上海市优秀博士学位论文。2012年美国“常青藤盟校”宾西法尼亚大学（University of Pennsylvania）材料科学与工程系博士后。2008年加入上海师范大学。已在Phys. Rev. B, Phys. Rev. E, Opt. Express等物理及光学类国际期刊上发表SCI论文30余篇。现在担任Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett.,及J. Appl. Phys.等杂志审稿人。承担国家自然科学基金，国家留学基金及上海市自然科学基金。现今主要研究方向为：金属、石墨烯等离极元的光学性质理论及实验研究、光子晶体、纳米仿生光学。

林方婷，女，1980年1月生，2008年毕业于华东师范大学物理系凝聚态物理专业，获理学博士学位。2010年晋升为上海师范大学物理系副教授，2012至2013年于新加坡国立大学材料科学与工程系进行为期一年的访学。已在SCI期刊上发表研究论文近30篇，受邀担任Journal of Alloys and Compounds、Materials Science & Engineering B等国际SCI期刊审稿人。承担国家自然科学基金、国家留学基金、上海市晨光人才计划、上海市教委科研创新项目、上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金等项目。主要研究方向为多功能材料的制备、物性研究及相关器件的研发。

王飞飞 副教授，博士，硕士生导师。2009年7月获中国科学院上海硅酸盐研究所博士学位，2009年9月起工作于上海师范大学物理系。主要研究方向为铁电、压电、磁电、多铁等信息功能材料与器件（驱动器、传感器以及能量转换器件）。2008年3月至2009年3

月先后于香港理工大学应用物理系、电子工程系开展合作研究，2013年5月至2014年5月于澳大利亚悉尼大学先进材料与技术研究中心访问。作为负责人，主持了国家自然科学基金、上海市教委“晨光计划”、 上海市自然科学基金、上海市教委科研创新、中科院创新实践等项目，并作为项目主要人员参与了863，国家自然科学基金，国防科工委重点项目等。发表SCI论文60余篇，申请专利5项，担任Appl. Phys. Lett. J. Am. Ceram. Soc., J. Mater. Res, Rev. Sci. Instrum.等杂志审稿人。

秦晓梅，女，1968年9月生，上海师范大学副教授，硕士生导师，主要研究方向为光电转换与光伏电池。2005年于中国科学院物理研究所获理学博士学位，并于同年6月到美国夏威夷大学（Hawaii Institute of Geophysics and Planetology, University of Hawaii）做博士后研究。2006年9月回国，到上海师范大学任教。曾先后到美国芝加哥大学 阿贡（Argonne）国家实验室、日本冈山大学 固体地球研究所做短期访问研究。2007年入选为“上海师范大学优秀中青年学术骨干”；2012年荣获上海师范大学第一届“王乐三奖教金”。已在Phys. Rev. B，J. Alloys. & Compounds 等杂志上发表研究SCI论文20余篇。

刘爱云，女，1975年1月生，2006年中国科学院上海技术物理研究所微电子学与固体电子学专业毕业，理学博士学位。2006年加入上海师范大学，2008年晋升副教授职称，发表SCI论文30余篇。现在担任Appl. Surf. Sci.、J. Crys. Grow.及Mater. Lett.等杂志审稿人。承担国家自然科学基金，教育部重点基金及上海市教委重点基金项目。现今主要研究方向为：铁电材料的制备、物性及器件的研究。

闫爱民，女，1976年11月生，2005年中科院上海光学精密机械研究所光学工程专业博士毕业。2005年－2012年任职于上海光机所信息光学实验室和空间激光信息中心，2008年晋升副研究员。2012年初加入上海师范大学数理学院，主要研究方向为衍射光学、光学信息处理和空间激光扫描技术及应用。承担过国家自然科学基金、中科院国防创新基金、中科院支撑项目及上海市教委创新基金，发表学术论文30余篇，授权专利10余项。

赵振宇，男，1980年生，上海师范大学副研究员。2008年获得法国巴黎第六大学 “物理学”专业、华东师范大学“光学”专业，双博士学位，并荣获法国巴黎第六大学Don et Legs奖。2008年至2010年在德国马克斯-普朗克固体研究所开展博士后研究。2010年赴德国波鸿鲁尔大学继续从事博士后研究，同年成为德国太赫兹中心唯一中国籍会员。2011年受聘于奥地利Femtolasers激光技术公司任工程师。2012年进入上海师范大学开展科研和教学工作，主要研究领域为太赫兹技术与应用。近年来，在Opt. Express，Appl. Phys. Lett., J.Phys. D: Appl.Phys., IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron., 等SCI/EI刊物以及国际会议上发表论文十余篇。

赵祥永，男，博士，研究员。从事弛豫铁电单晶等先进功能材料的制备、结构与性能关系、压电、磁探测和光电器件、医学超声换能器、红外探测系统等研究，主持国家自然科学基金、国家863计划课题、国家重点研发计划课题、上海市科技支撑计划课题等科研项目10项，作为科研骨干参与国家自然科学基金重点、国家科技支撑、上海市自然科学基金重点项目等科研项目18项。在国际学术期刊发表SCI收录学术论文170余篇，参与撰写学术专著4部，申请（授予）发明专利20余项，起草行业标准1项，获上海市自然科学奖一等奖（排名2）、上海市青年科技启明星（A类）、中国科学院青年创新促进会会员、第六届亚洲电子陶瓷会议“AMEC-6 Young Scientist Award”奖等荣誉和奖励。承担《材料物理》课程教学。

潘裕柏，中国科学院二级研究员，博士生导师，中国硅酸盐学会溶胶凝胶分会理事，中国光学学会光学材料专业委员会委员，激光与光电子学进展编委，先后在法国国家科研中心化学冶金所和日本秋田县立大学做访问学者。作为课题组负责人承担过国国家863项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、JG基础项目、JPPT项目、上海市重大基础研究项目、上海市科委重点项目等多项。在陶瓷材料的晶界设计方面与复合材料制备等方面积累了丰富的经验。领导透明光功能陶瓷课题组在激光陶瓷、闪烁陶瓷等领域取得了突破性成果。已在国内外学术刊物上共发表论文200余篇，专利授权和公开30余项；出版专著两部，其中由科学出版社出版的《先进光功能透明陶瓷》入选《光学与光子学丛书》，出版到第六版。

张毅闻，男，博士，教授。主要研究领域为纳米半导体材料，光电薄膜的制备与器件组装。研究光电转换机理及其在光伏电池、电致发光显示成像与太阳能光解水制氢等方面的应用。近5年以第一作者/通讯作者发表SCI论文5篇，申请日本、美国、中国等各国专利40项，其中12项获得授权，参与撰写太阳电池专著1本。在化合物薄膜太阳电池领域的论文于2013年获35th JSAP Outstanding Paper Award，在2012年被选为Applied Physics Express 学术杂志“Spotlights”论文。在显示成像研究方面，实现折射率小于1.3的中空纳米粒子的可控生长，成功开发新型防反射光电薄膜，年销售额超过100亿日元。

冯勋立，男，理学博士，博士生导师，研究员。1963年8月出生，1998年于中国科学院安徽光学精密机械研究所获博士学位，在中国科学院上海光学精密机械研究所担任研究员、博士生导师，长期在新加坡国立大学物理系和量子技术中心担任研究员、高级研究员。主要从事量子光学和量子计算的理论研究工作。以第一作者在Phys.Rev.Lett.上发表论文2篇，其中之一的单篇他引超过200次，并在Phys.Rev.A、Phys.Rev.B等国际知名刊物发表论文60余篇，论文他引800余次，主持国家自然基金项目3项，并以学术骨干参与多项973项目。目前主要研究腔QED体系的超强耦合、考虑原子振动的腔QED和腔光力学等。

何晓勇，男，理学博士，副研究员。1979年3月出生，2007年在中科院上海微系统与信息技术研究所获得博士学位，之后到韩国亚洲大学、新加坡南洋理工大学从事博士后研究，于2014年就职于上海师范大学物理系。主要研究领域为太赫兹技术、石墨烯光电子学和表面等离子激元光学，近年来在Opt. Lett., Carbon, Nanotechnology等期刊上发表SCI论文二十余篇，其中多篇为高被引论文。目前研究方向有太赫兹波导传输技术(主要包括金属丝波导、平板金属波导和混合模式(Hybrid modes)波导和基于石墨烯的可调谐波导器件(调制器、滤波器和吸收体)研究设计和机制探讨。

吉凯，男，理学博士，副研究员。1974年出生，2004年在日本综合研究大学院获理学博士，2004-2016年先后在日本东京大学、德国海德堡大学等高校、研究机构从事理论凝聚态物理研究，2016年9月入上海师范大学任副教授，已在Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev.等主流学术刊物发表论文20余篇。研究工作主要包括以下三个方向：（1）量子多体效应。发现并解释了超导材料的异常同位素效应，驱动量子系统的动态局域化等新奇性质。（2）玻色-爱因斯坦凝聚。建立了杂质在玻色-爱因斯坦凝聚体中的极化子动力学响应理论，发现了激子极化激元凝聚体在时空关联上的非线性普适类特征。（3）数值计算方法开发。采用分子动力学技术将量子蒙特卡罗模拟收敛速度提高了约一个数量级；采用迭代拟合算法解决了蒙特卡罗的解析延拓失真问题。

梁云烨，男，理学博士，副研究员。研究领域：使用第一性原理，通过大型计算机数值

模拟计算，研究低维（一维或二维）纳米体系的电子结构及其输运性质，并结合数学方法（如，群论、组合数学等）预测可能存在的、具有奇异特性的新材料。使用密度泛函理论，探索纳米材料输运性质调控的机制。主要研究的对象包含有机分子期间、石墨烯、过渡金属碳化物或氮化物等材料。曾参与日本东北大学金属材料研究所川添良幸教授研究室开发第一性计算原理程序TOMBO的开发与改进等工作。科研水平与学术业绩：共发表23篇SCI论文，其中以第一作者或通讯作者发表7遍论文。相关论文主要发表在Phys Rev B，Carbon，J Chem Phys，J Phys Chem C等期刊上。使用非平衡态格林函数，结合密度泛函理论，开发了模拟处于非平衡态的电子，在电场作用下的输运性质的计算程序包。

胡志娟，女，于2006年毕业于中科院上海光学精密机械研究所，获得博士学位，现为上海师范大学数理学院副教授。长期从事光折变光学，微结构光学和光集成方面的研究，发表SCI论文十余篇，承担过国家自然科学基金青年基金和中国科学院空间激光通信及检验技术重点实验室开放课题。教学上承担《光学》、《大学物理》、《大学物理实验》等本科生课程，及《信息光学》研究生课程的教学工作。

肖桂娜，女，理学博士，副教授。主要从事功能纳米材料、薄膜技术、表面增强拉曼光谱方面的研究。主持国家自然科学基金青年项目、上海高校青年教师培养资助计划项目、上海交通大学重点实验室开放课题和上海师范大学一般项目各1项。目前，在国内外学术期刊上发表SCI论文20篇，申请国家发明专利3项。其中，2007 年发表在Chem. Phys. Lett.上的工作已被他引100余次。主要承担物理系《普通物理实验》专业必修课和全校理工科专业学生《大学物理实验》公共必修课教学；积极指导学生参加课外教学科研实践活动，如大学生物理学术竞赛、大学生创新活动计划项目。2014年荣获“第二期上海市属本科高校新教师岗前培训优秀学员”。指导了7位本科生做毕业论文设计，其中2位同学论文评为优秀。

胡古今，男，理学博士，研究员。主要从事长波红外探测材料与器件，光伏材料、器件与物理，低维铁电光子材料与物性等方面的研究与教学工作。国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、上海市自然科学基金等项目评审专家，Cryst. Growth Des、J. Am. Cera. Soc、Appl. Phys. Lett、J. Appl. Phys、J. Appl. Phys A、IEEE Tran. Ele. Dev.等杂志审稿人。已主持8个国家和省部级项目，完成多个国家和地方重大或重点科技计划项目的研究任务。已发表SCI论文60余篇，影响因子超过3.5有12篇，2篇第一和通讯作者论文被全文收录于美国陶瓷学会出版的《Progress in Nanotechnology : Application》丛书；授权中国发明专利12件。获上海市自然科学二等奖1项。已培养博士生8名，硕士生3名，1人获上海市优秀博士论文。

谢逸群，男，理学博士，副教授。1979年12月出生，2009年在复旦大学获得理学博士学位。领域为计算物理，目前主攻研究内容利用高性能计算机模拟计算掺杂体系的电子结构及电、热输运对器件的性能，这是预测、设计半导体器件的核心问题。目前他他主要采用第一性原理计算软件Nanodsim计算器件的输运性能，研究一些纳米结构的电输运特性、热输运性能，并在此基础上进行材料功能预测、结构设计。

王涛，男，博士，副研究员。主要开展多种功能薄膜的PLD制备及性能的研究工作，研究领域主要涉及钙钛矿结构Mn氧化物薄膜的外延生长，铜铁矿结构透明导电氧化物薄膜的制备与性能的研究等。研究结果得到充分肯定，尤其在透明导电氧化物薄膜的外延生长方面积累了丰富的经验。攻读博士学位期间，主要研究氧化物半导体薄膜的PLD外延生长，得到了较高透过、高电导率的单层薄膜。最近，已开展了相关的初步研究工作，通过不同离子的掺杂，在蓝宝石基片上成功得到高透过率的Ga2O3外延薄膜。此外还发现只有某些特定

替代的情况下，才能的到高透过率、高电导率的外延Ga2O3薄膜。主要承担《传感器技术与应用》本科生课程。

杜伟杰，男，博士，副研究员。主要研究领域为光电材料与器件、太阳能电池。2016年加入上海师范大学数理学院物理系，主要研究方向为新型光电薄膜的制备和器件开发，光伏制氢等。留学于日本筑波大学，期间曾担任JST特别研究员工作，擅长利用分子束外延技术，制备高质量的外延薄膜材料，首次制得基于硅化物薄膜半导体的太阳能电池材料。目前承担上海市自然科学基金一项，近5年来发表SCI、EI论文20余篇，参加光伏领域国际会议并做报告20次。承担本科生“大学物理”以及“光谱测量的原理与技术”教学工作。

四、课程设置与学分（总学分不少于27学分）

（一）必修课程（不少于23学分） 1. 学位公共课（不少于5学分）

中国特色社会主义理论与实践研究Theory and Practice of Socialism with Chinese Characteristics（2学分）

自然辩证法 Dialectics of Nature（1学分）

第一外国语 First Foreign Language（2学分） 2. 学位基础课（不少于9学分）

高等量子力学 Advanced Quantum Mechanics（3学分） 群论 Group Theory（3学分）

计算物理 Computational Physics（3学分）

高等固体物理 Advanced Solid State Physics（3学分） 3. 学位专业课（不少于9学分）

低维物理与薄膜技术 Low Dimensional Physics and Thin Film Technique （3学分）

材料结构与物性Structure and Physical Properties of Materials （3学分）

半导体物理与器件 Semiconductor Physics and Devices（3学分） 激光物理与技术 Laser Physics and Technique （3学分） MEMS技术 MEMS Technique （3学分） （二）选修课程（不少于4学分） 1．公共选修课

英语口语 （2学分） 计算机基础 （2学分） 2．专业选修课（不少于4学分）

专业外语 Specialized Foreign Language（限定选修课，2学分）

物理学前沿导论 Introduction of Frontier Physics （4学分）

五、培养方式与考核方式

（一）培养方式

1.通过课堂讲授、课堂讨论和阅读指导的方式，帮助学生全面而扎实地掌握本专业的基础知识，打好专业基础。

2.指导学生阅读国内外新近的专业文献，举办学术讲座，组织学术访问，举办研究生讨论班，帮助学生及时地掌握学术动态，开拓学术思路。

3.指导学生撰写专业学术论文。每位学生在三年内必须完成具有较高质量的硕士论文

一篇。

4.专业学习、学位论文写作、教学实践三方面有机结合，专业教学实习纳入培养过程。 （二）考核方式

1.课程考核可以采用考试或撰写课程论文两种方式，成绩实行百分制，分5个等级，59分以下、60~69、70~79、80~89、90~100分别对应不及格、及格、中、良好、优秀这几个等级。

2．中期考核

课程学习阶段完成以后，硕士研究生最迟须在入学后的第四学期末之前完成中期考核，其办法参照“研究生中期考核规定”。中期考核合格者方可继续攻读学位。

六、学位论文撰写与答辩

1.学位论文的选题

论文选题和内容应具有一定理论价值和应用价值，体现凝聚态物理专业的专业内涵，有一定的创意和前沿性。按照研究生培养细则规定的时间节点完成论文开题，填写《研究生学位论文选题报告书》。

2.学位论文的撰写

按照上海师范大学《研究生论文写作规范》（载《上海师范大学研究生教育工作条例》），论文封面、中外文提要、目录、正文、附录、注释、参考文献等环节的编排必须符合《研究生论文写作规范》要求。

3.学位论文答辩

（1）学位论文首先需要参加学校组织的双盲评，4月15日前将完整的论文打印稿一份交到研究生处。学位论文通过双盲评之后，答辩前须聘请2位（或以上）具有副教授（或以上）职称的专家评阅。

（2）学位论文答辩一般在每年的5月份，学位论文由作者本人提交答辩委员会，由答辩秘书分送答辩委员。

（3）答辩委员会由3-5名与选题有关的教授（或研究员）、副教授（或副研究员）组成，至少一人是校外专家。答辩委员会推举一名答辩主席（一般是外校专家），答辩人的导师和副导师不能担任答辩委员或主席。答辩后由答辩委员会投票表决，答辩主席在答辩决议书上签字。 4.学位授予

论文在获三分之二（或以上）答辩委员通过后，答辩委员会可建议授予答辩人所申请的学位。有关学位论文和学位评定的具体要求请参阅《上海师范大学研究生教育工作条例》。

七、参考书目

喀兴林，《高等量子力学》，高等教育出版社，1999年。 A.梅西亚，《量子力学》（第二卷），科学出版社，1986年。 P.A.M.狄拉克，《量子力学原理》， 科学出版社，1979年。

W.Miller著，栾德怀、冯承天等译，《对称群及其应用》，科学出版社，1981年。 B.G.Wybourne，《典型群及其在物理上的应用》，科学出版社，1982年。 顾秉林，王喜坤，《固体物理学》，清华大学出版社，1989年。 北大物理系编写组，《量子统计物理学》，北京大学出版社，1987年。 雷克著，《统计物理现代教程》上、下册，北京大学出版社，1983年。 李政道编，《统计力学》，北京师范大学出版社，1984年。

JuinJ.Liou，《Advanced Semiconductor Device Physics and Modeling》，1994。 徐建军，《量子场论》，复旦大学出版社，2004年。 D.卢里，《粒子和场》，科学出版社，1981年。

杜经宁，J.W.迈耶，L.C.费尔德曼，《电子薄膜科学》，科学出版社，1997年。 王敬义，《薄膜生长理论》，华中理工大学出版社，1993年。 曲喜新，过璧君，《薄膜物理》，电子工业出版社，1994年。 刘强，《材料物理性能》， 化学工业出版社 2009。

刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》（第七版），电子工业出版社2008.。 方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社，1993。

八、附录

附录1 凝聚态物理专业硕士研究生课程设置

附录2 凝聚态物理专业硕士研究生课程教学大纲

附录1：凝聚态物理专业硕士研究生课程设置

院（系、 所） 研 究 方 向 课程类别 数理信息学院物理系 学 科、 专 业 凝聚态物理 1、光电子物理 2、材料物理 3、计算凝聚态物理 课 程 名 称 学 周总 各学期教学周时数 学学 分 时 时 一 二 三 四 五 六 2 1 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 任课教师 叶翔 秦晓梅 梁云烨 陈之战 黄磊 张毅闻 王飞飞 刘锋 王涛 叶翔 导师 导师 评审 答辩 考核方式 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考试 考查 考查 第一外国语 学 必 位 自然辩证法 公 共 中国特色社会主 课 义理论与实践研究 高等量子力学 学修 群论 位基 计算物理 础 课 高等固体物理 低维物理与薄膜课 技术 学半导体物理与器 位 件 专 材料结构与物性 业 程 课 激光物理与技术 MEMS技术 专业计算机编程 选 修 课 程 专业外语 物理学前沿导论 72 √ 72 √ 72 √ √ 72 √ 54 √ 54 54 54 54 54 72 √ √ √ √ √ √ 专 业 调 查 其他 培养 环节 名称 同等学力者补修课程 实 习 论 文 开 题 报 告 论文写作与答辩 原子物理学 电动力学 √ √ √ √ √ √ 附录2：凝聚态物理专业硕士研究生课程教学大纲

一、《高等量子力学》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 叶翔 张一 职称 研究员 副教授 办公室 10号楼433 10号楼427 电话 64322726 电子信箱 yexiang@shnu.edu..cn yizhang@shnu.edu.cn 二、课程基本信息

课程名称（中文）：高等量子力学

课程名称（英文）：Advanced Quantum Mechanics

课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位基础课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 □方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 ■自主发展能力 ■批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 4 总学时： 72 学分：3 先修课程：高等数学、量子力学、数学物理方法 授课对象：物理系研究生 三、课程简介

通过此课程的教学，使研究生在本科阶段具备的初步量子力学知识和技能的基础上，加宽加深对量子力学基本思想、基本内容和基本应用的认识和能力。学会从微观角度来认识物质结构及相关规律，并解决一些量子力学问题。

四、课程目标

通过本课程的学习要求研究生掌握群论的基本知识与应用技能，在课题研究需要之时能够用群论这种数学工具来解决问题。

五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条） 第一章 绪论

§1.1 量子力学的建立 §1.2 量子力学的应用 第二章 量子力学基本原理 §2.1 波函数的统计解释原理 §2.2 态叠加原理

§2.3 体系状态波函数满足薛定谔方程 §2.4 力学量用厄米算符表示

§2.5 体系状态波函数可用算符的本征函数展开 §2.6 不确定度关系

§2.7 全同性原理

第三章 量子力学的理论方法 §3.1 表象理论 §3.2 微扰理论 §3.3 量子跃迁理论 §3.4 自旋与角动量理论 §3.5 散射理论 §3.6 多粒子体系理论 §3.7 二次量子化 §3.8 相对论量子力学 第四章 路径积分 §4.1 传播子

§4.2 路径积分的基本思想 §4.3 路径积分的计算方法

§4.4 Feyman 路径积分理论与Schroedinger波动方程等价 §4.5 路径积分理论的规范不变性，Aharonov-Bohm效应 第五章 二次量子化

§5.1 粒子数表象，粒子产生与湮灭算式 §5.2 Bose子单体和二体算符的表示式 §5.3 Fermi子单体和二体算符的表示式 §5.4 坐标表象

第六章 量子体系的对称性 §6.1 守恒量与对称量 §6.2 量子态的分类与对称性 §6.3 能级简并度与对称性的关系 §6.4 对称性在简并微扰中的应用 第七章 时间反演

§7.1 时间反演态与时间反演算符 §7.2 时间反演不变性

§7.3 力学量的分类与矩阵元的计算 六、修读要求

课上认真学习+课外补读相关知识 七、学习评价方案

1. 作业或练习、教学活动开展等过程考核要求：完成课后阅读要求 2 期末（终结性）考试（核）形式：笔试

3. 最终考评成绩计算（满足对应课程标准的第6条）：平时成绩30%；期末成绩70%。 八、课程资源（推荐教材及参考书）

曾谨言，《量子力学》（卷Ⅱ）第二版，科学出版社，1997年。

钱伯初、曾谨言，《量子力学习题精选与剖析》，科学出版社，1995年。 喀兴林，《高等量子力学》，高等教育出版社，1999年。 A.梅西亚，《量子力学》（第二卷），科学出版社，1986年。 P.A.M.狄拉克，《量子力学原理》， 科学出版社，1979年。 苏如铿，《量子力学》，复旦大学出版社，1997年。 ……

九、其他需要说明的事宜 无

二、《群论》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 秦晓梅 职称 副教授 办公室 10号楼437 电话 64322726 电子信箱 xmqin@shnu.edu..cn 二、课程基本信息 课程名称（中文）：群论 课程名称（英文）：Group Theory

课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位基础课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 □方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 ■自主发展能力 ■批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 4 总学时： 72 学分：3 先修课程：线性代数、固体物理、量子力学 授课对象：物理系研究生 三、课程简介

群论是认识物质世界的数学，在物理学中有许多应用：利用群论方法，可以直接对体系的许多性质做出定性的了解，可以简化复杂的计算，也可以预言物理过程的发展趋向。目前在物理学的许多分支中，群论已经成为不可缺少的工具。本课程着重讲解群论与群表示论以及它们在固体物理以及量子力学中的应用，目的在于使研究生把它作为一种新的数学工具，为解决研究课题中的相关问题服务。

四、课程目标

通过本课程的学习要求研究生掌握群论的基本知识与应用技能，在课题研究需要之时能够用群论这种数学工具来解决问题。

五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条） 第一章 绪论 1. 课时数：2

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §1．1 群论发展历史

§1．2 对称性与对称操作

3. 学生学习任务：了解本门课程的课程体系和要求 4. 教学方法：讲授

5. 课外学习要求：查找相关材料了解群论的课程体系，复习线性代数知识 第二章 群的基本概念 1. 课时数：9

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §2．1 群 §2．2 子群和陪集 §2．3 共轭元与类 §2．4 正规子群与商群 §2．5 直积群

3. 学生学习任务：掌握群的基本概念及群的分类等 4. 教学方法：讲授

5. 课外学习要求：阅读与本章节相关的知识

第三章 群表示理论

1. 课时数：18

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 3. 1 群的矩阵表示 § 3. 2 舒尔定理

§ 3. 3 表示矩阵元的正交性定理 § 3. 4 表示的构造 § 3. 5 基函数的性质 § 3. 6 表示的特征标 § 3. 7 投影算符 § 3. 8 群元空间 § 3. 9 正规表示 § 3. 10 完全性关系 § 3. 11 特征标的构造 § 3. 12 表示的直积 § 3. 13 直积群的表示 § 3. 14 实表示

3. 学生学习任务：掌握群表示的相关概念、定理、以及各类群的表示

4. 教学方法：讲授

5. 课外学习要求：阅读与本章节相关的知识

第四章 完全转动群

1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 4．1 三维空间中的正交群

§ 4．2 完全转动群SO（3）群的不可约表示 § 4．3 二维幺模幺正群SU（2） § 4．4 SU（2）群的不可约表示 § 4．5 双群

3. 学生学习任务：掌握完全转动群及其表示 4. 教学方法：讲授

5. 课外学习要求：阅读与本章节相关的内容

第五章 点群及其应用

1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 5．1 点群

§ 5．2 晶体点群的对称操作及对称元素

§ 5．3 晶体点群（32个晶体点群、符号及所属晶系） § 5．4 点群的特征标表 § 5．5 双点群

§ 5．6 晶体的宏观性质与晶体的对称性 § 5．7 分子振动谱与简正模

3. 学生学习任务：掌握32个点群及其构成以及群论在固体物理中的应用。 4. 教学方法：讲授

5. 课外学习要求：阅读与本章节相关的内容 第六章 群论与量子力学 1. 课时数：4

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 6．1 哈密顿算符的群

§ 6．2 微扰引起的能级分裂 § 6．3 矩阵元定理与选择定则 § 6．4 时间反演对称性 § 6．5 空间及时间的平移

3. 学生学习任务：了解群论在量子力学中的应用。 4. 教学方法：自学+讨论

5. 课外学习要求：复习量子力学的相关知识 第七章 空间群与晶体能带

1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 7．1 广义空间群 § 7．2 晶体空间群 § 7．3 平移群的不可约表示 § 7．4 简单空间群的不可约表示 § 7．5 空间群的不可约表示与能带结构 § 7．6 空间群的选择定则

3. 学生学习任务：了解空间群的分类和表示方法。 4. 教学方法：自学+讨论

5. 课外学习要求：复习固体物理关于平移对称性的内容 六、修读要求

课上认真学习+课外补读相关知识 七、学习评价方案

1. 作业或练习、教学活动开展等过程考核要求：完成课后阅读要求 2 期末（终结性）考试（核）形式：笔试

3. 最终考评成绩计算（满足对应课程标准的第6条）：平时成绩30%；期末成绩70%。 八、课程资源（推荐教材及参考书）

1、徐婉棠、喀兴林 《群论及其在固体物理中的应用》 北京，高等教育出版，2002 2、谢希德、蒋平 《群论及其在物理学中的应用》 北京-科学出版社 1986.8, 3、马中骐 《物理学中的群论》 科学出版社，1998年版

4、John Wiley 《Elements of Group Theory for Physics》科学出版社，1982年版（1977）

……

九、其他需要说明的事宜

三、《高等固体物理》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 职称 办公室 陈之战 研究员 西部10号楼331室 胡古今 研究员 西部10号楼319室

二、课程基本信息

课程名称（中文）：高等固体物理

课程名称（英文）：Advanced Solid State Physics

课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位基础课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 □方法技能性 □研究探索性 □实践体验性

电话 64328895 电子信箱 zzchen@shnu.edu.cn hugj@shnu.edu.cn

培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 □自主发展能力 □批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 4 总学时：72 学分：3 先修课程：量子力学、热力学统计 授课对象：应用物理学专业硕士研究生

三、课程简介

固体物理学是研究固态物质的微观结构及固体宏观物理特性的一门学科，它是物理、材料及电子类专业的一门应用基础课程，也是许多新兴电子、材料科学的基础。 四、课程目标

通过本课程的学习，使学生系统地掌握有关固体物理中的基本概念，晶体中电子运动规律以及能带的计算方法，培养学生分析和解决问题的能力，为后续的课程打下坚实的基础，为进一步学习和研究现代半导体技术和新能源材料提供一定的理论基础。 五、教学内容与进度安排 第一章 晶体结构 1.1 一些晶格的实例 1.2 晶格的周期性

1.3 晶向、晶面和它们的标志 1.4 倒格子

1.5 晶体的宏观对称性 1.6 点群 1.7 晶格的对称性 1.8 晶体表面的几何结构 1.9 非晶态材料的结构 1.10 准晶态 第二章 固体的结合 2.1 离子性结合 2.2 共价结合 2.3 金属性结合 2.4 范德耳尔斯结合

2.5 元素和化合物晶体结合的规律性 第三章 晶格振动与晶体的热学性质 3.1 简谐近似和简正坐标 3.2 一维单原子链

3.3 一维双原子链 声学波和光学波 3.4 三维晶格的振动 3.5 离子晶体的长光学波 3.6 确定晶体振动谱的实验方法

3.7 局域振动

3.8 晶格热容的量子理论 3.9 晶格振动模式密度 3.10 晶格的状态方程和热膨胀 3.11 晶格的热传导 3.12非晶固体中的原子振动 第四章 能带理论 4.1布洛赫定理

4.2 一维周期场中电子运动的近自由电子近似 4.3 三维周期场中电子运动的近自由电子近似 4.4 赝势

4.5 紧束缚近似—原子轨道线性组合法 4.6 晶体能带的对称性 4.7 能态密度和费米面 4.8 表面电子态 4.9 无序系统中的电子态

第五章 晶体中电子在电场和磁场中的运动 5.1 准经典运动

5.2 恒定电场作用下电子的运动 5.3 导体、绝缘体和半导体的能带论解释 5.4 在恒定磁场中电子的运动 5.5 回旋共振

5.6 德?哈斯—范?阿尔芬效应 第六章 金属电子论 6.1费米统计和电子热容量 6.2功函数和接触电势 6.3分布函数和玻尔兹曼方程 6.4 弛豫时间近似和电导率公式 6.5 各向同性弹性散射和弛豫时间 6.6 晶格散射和电导

6.7 玻尔兹曼方程的局限性 Kubo-Greenwood公式 6.8 非晶态金属的电导率及其温度关系 6.9 金属—绝缘体转变

六、修读要求

要求学生课前预习、课后复习、独立地完成每节课布置的作业，善于总结和发现问题并及时解决，形成独立思考与解决问题的能力。 七、学习评价方案

最终成绩=过程成绩（30%）（其中：考勤分5%，课堂表现分5%，作业小测分10%，期中考试10%）+期末成绩70% 八、课程资源

教材：

黄昆原著，韩汝琦改编，固体物理学，高等教育出版社，1988 参考书目：

1、 C. 基泰尔著，项金钟、吴兴惠译，固体物理导论（原著第八版），化学工业出版社，

2012

2、 方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社 九、其他需要说明的事宜 无

四、《计算物理》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 职称 办公室 梁云烨 副研究员 10号楼340 叶翔 研究员 10号楼433 二、课程基本信息

课程名称（中文）：计算物理

课程名称（英文）：Computational Physics

课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位基础课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 □方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 ■自主发展能力 ■批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 4 总学时： 72 学分：3 先修课程：高等数学，大学物理，计算机程序设计 授课对象：物理系研究生

一、 课程的性质与目的：

计算物理学是借助计算机的计算能力，通过数值计算的方法，来解决实际的物理问题的科学。由于可以定性及定量地解决一些实际的物理问题，目前，在物理学研究中正获得越来越广泛的应用。其与理论、实验一起列为研究物理的三大支柱。由于计算机计算能力的不断提高，各种不同的开源或商业计算程序的出现，计算物理学发展很快，潜力巨大。本课程以物理专业研究生为主要授课对象，结合典型的物理问题，有选择地介绍若干主要的方法和计算软件，使学生初步掌握物理模型与数学建模的方法，提高科学研究的能力，培养其独立解决科学问题的能力。

二、 教学内容：

1． 绪论

电话 64322726 电子信箱 liangyunye@ shnu.edu.cn yexiang@shnu.edu..cn 通过简单的例子，对计算物理的应用范围有一个基本的认识；理解计算物理学对物理学研究中的意义；学习MATLAB或Octace等程序的一些基本功能。

学习重点：熟练掌握MATLAB的命令，特别是对矩阵的一些基本操作、可视化方法，学习使用帮助文件。

学习难点：正确编写简单的可执行脚本、循环、判断等命令。

2． 基本数值方法

掌握常用的插值、最小二乘法、积分与微分、求根及极值等方法的原理，能熟练调用MATLAB中的相关函数实现以上功能，可以编写相关的程序实现这些功能。 学习重点：熟练调用相关函数，并用它们实现较为复杂的功能。 学习难点：相关函数的适用范围。

3． 常微分方程的数值解法

掌握常微分方程的数值解法，如龙格－库塔方法的基本理论，使用常微分方程数值解法解决物理学中的运动学问题以及其他初值问题。理解常微分方程中的刚性问题以及边值问题以及本征值问题的解法。

学习重点：龙格－库塔方法解决物理学中的运动学问题。 难点：龙格－库塔方法的编程以及物理问题建模。

4． 傅立叶变换

掌握离散傅立叶变换的基础知识及其在物理学中的应用。学会使用MATLAB中的快速傅立叶变换求解问题。知道一些常用的实现快速傅立叶变换的程序包，如FFTW等。 学习重点：学会快速傅立叶变换及其逆变换。 学习难点：运用快速傅立叶变换解决实际的问题。

5． 拓展

介绍目前计算物理中特别是涉及到凝聚态固体材料性质计算的常用方法、计算程序及其运用方法。将介绍目前主要计算分子等材料的常用量子化学程序，如Gaussian、Gammes等。介绍计算固体材料性质的基于密度泛函的第一性原理程序，如VASP、Wien2k、Siesta、Quantum Espresso等。计算电子输运性质的程序如ATK等。以及处理相关材料结构，可视化图形界面程序，分析软件等。

学习重点：使学生对不同软件适用的相应体系有一个基本的认识。在今后的研究中，可以自主选择相关计算程序完成研究课题。

学习难点：不同方法及不同程序的局限性与适用范围。

三、 考核：

考核内容主要为考勤情况，作业成绩，期中与期末考试成绩。其中考勤占10%，作业占30%，期中考试占20%，期末考试占40%。

四、 教材：计算物理学，作者：马文淦，科学出版社

五、 参考书目：计算物理的MATLAB解法与可视化，作者:唐炼/赵昆，中国石化出版社

五、《低维物理与薄膜技术》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 职称 办公室 黄磊 教授 西部10号楼315室 张毅闻 教授 西部10号楼314室

二、课程基本信息

课程名称（中文）：低维物理与薄膜技术

课程名称（英文）：Low - dimensional physics and thin film technology 课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位专业课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 ■方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 □自主发展能力 □批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 4 总学时：64 学分：4 先修课程：固体物理

授课对象：物理学学术型硕士研究生

三、课程简介

《低维物理与薄膜技术》是物理学学术型硕士研究生的一门主干专业课程，低维物理是目前凝聚态物理的前沿方向之一，为研究纳米材料提供相应的物理基础。薄膜技术是先进制造业的基础，涉及范围包括集成电路与电子元器件、显示器和LED照明、信息记录与储存、MEMS与传感器和太阳能电池等高技术产业。通过本课程的学习使学生获得低维物理方面的基本理论、基本知识，掌握薄膜制备结构和性能等方面的基础知识与技能，为硕士生开展后续专业课的学习和开展学位论文的研究，提供必要的理论基础和实验技能训练。

四、课程目标

本课程概括可分为四大部分。第1～3章，低维物理的基本知识和性质的阐述；第4～6章，零维（0D）和一维（1D）材料与器件；第7～8章归结为表面物理与薄膜生长；第9～11章，薄膜技术。全部课堂教学为64学时。

五、教学内容与进度安排

第一章 低维材料的结构和基本特性 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 低维材料体系与维度

? 低维材料的特征长度与小尺寸效应 ? 低维材料的表面与界面效应

电话 64328968 64321622 电子信箱 leihuang@shnu.edu.cn zhang_yw@shnu.edu.cn

? 量子隧穿效应和量子干涉效应

3. 学生学习任务

了解低维材料的维度和基本特性、包括零维、一维、二维材料的尺寸效应；理解低维材料表面和界面效应的影响；掌握低维材料中的量子遂穿效应和量子干涉效应。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第二章 低维结构的能带特征和电子、激子状态 1. 课时数：5

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 低维结构异质结的能带特征 ? 缺陷超晶格和位错

? 量子点和量子肼中的电子状态 ? 激子状态和发光特性

3. 学生学习任务

掌握低维结构异质结能带特征；掌握缺陷超晶格和位错的产生原因及对低维材料性能的影响；理解量子点和量子肼中的电子状态；掌握低维结构的激子状态和发光特性。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第三章 低维结构的载流子输运 1. 课时数：5

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 载流子散射机理 ? 载流子迁移率

? 调制掺杂异质结中的二维电子气输运 ? 超晶格中的电子隧穿输运

3. 学生学习任务

理解载流子在低维结构中散射的概念；掌握低维结构的迁移率、电导率、电阻率随温度和杂质浓度的变化规律；掌握掺杂异质结中的二维电子其输运机理；理解超晶格中的电子遂穿效应。

4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第四章 零维（0D）系统的结构与特性 1. 课时数：4

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 半导体纳米晶和金属量子点 ? 纳米材料生长 ? 量子化能级

? 离散电荷态和库伦震荡

3. 学生学习任务

认识半导体纳米晶和金属量子点的结构和基本特性，掌握纳米材料生长方法；理解零维材料的量子化能级概念；重点掌握零维材料的离散电荷态和库伦震荡。

4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第五章 一维（1D）系统的结构与特性 1. 课时数：4

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 纳米线和纳米管 ? 量子线阵列的外延生长 ? 库伦相互作用 ? 晶格耦合

3. 学生学习任务

了解纳米线和纳米管的基本结构和特性；掌握量子线阵列的外延生长方法；理解一维系统的库伦相互作用和晶格耦合概念。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第六章 低维电子器件 1. 课时数：8

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 量子电子器件的基本类型及其特征 ? 共振隧穿器件 ? 单电子器件

? 纳米管互连及其场效应晶体管

3. 学生学习任务

掌握量子电子器件的基本类型和特征；理解共振隧穿器件与单电子器件的工作原理；掌握纳米管互连及其场效应晶体管的工作机制。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第七章 表面物理基础 1. 课时数：8

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 ? 表面结构 ? 表面分析技术 ? 表面电子结构 ? 界面物理与异质结构 3. 学生学习任务

掌握表面重构和弛豫，表面晶体结构与反射电子衍射；功函数、表面态和表面上的切向输运；理解界面物理与异质结构等。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后文献阅读 第八章 薄膜生长与薄膜结构 1. 课时数：8

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点

? 吸附、表面扩散和凝结 ? 薄膜成核机理 ? 薄膜生长过程 ? 薄膜结构 ? 薄膜物性 3. 学生学习任务

掌握薄膜生长模型、二维层状生长机制，薄膜生长的热力学界面能理论；薄膜生长的晶带模型、薄膜的结合力与内应力；薄膜的电学特性等。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后文献阅读 第九章 薄膜技术—溅射专题讲座 1. 课时数 8

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 ? 溅射技术的物理现象、基本原理与特点 ? 溅射沉积装置 ? 溅射技术分析

? 物理气相沉积技术拓展与总结 3. 学生学习任务

掌握物质的溅射现象，溅射产额；磁控溅射、直流溅射、射频溅射、交流溅射。阴极和靶、输运、生长；离子束原理、特点及基本类型等。 4. 教学方法 指导阅读、讲授与课堂讨论。

5. 课外学习要求 作业：8.3@P282；8.4@P282，8.12@P282；8.22@P283 第十章薄膜技术—化学气相沉积专题讲座 1. 课时数 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 ? 概述及CVD薄膜沉积过程

? CVD沉积装置及技术：热CVD，LPCVD，PECVD等 ? 原子层沉积技术（ALD） ? CVD总结 3. 学生学习任务

掌握CVD过程的热力学、动力学；气体的输运、气相化学反应、气体组分的扩散；表面吸附及表面化学反应，表面扩散；原子层沉积的自限制过程等。 4. 教学方法 指导阅读、讲授与课堂讨论。

5. 课外学习要求 作业：9.9@P322；9.10@P322，9.17@P322 第十一章 技术讨论专题：空隙中的薄膜沉积技术 1. 课时数 2

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 ? 问题的引入：重要性和技术难点 ? PVD技术 ? CVD技术 3. 学生学习任务

自溅射的构造及原理、准直溅射等；CVD空隙沉积技；PVD和CVD的区别 4. 教学方法 指导阅读、讲授与课堂讨论。

5. 课外学习要求 作业：8.18@P283；8.19@P283，9.17@P322

六、修读要求

要求学生课堂上积极参加讨论，形成独立思考与解决问题的能力。

七、学习评价方案

由出勤率、课堂发言和讨论占40%，期末考试占60%。

八、课程资源 教材：

3、 CHARLES KITTEL著，项金钟等译，《固体物理导论》第八版，化学工业出版社，2009 参考书目：

4、 彭英才，赵新为等《低维半导体物理》（第七版），国防工业出版社，2011。 5、 田民波，李正操编著.《薄膜技术与薄膜材料》.清华大学出版社，2011年.

六、《半导体物理与器件》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 赵振宇 张毅闻 职称 副研究员 特聘教授 办公室 西部10号楼429室 西部10号楼314室 电话 64322745 64321622 电子信箱 zzchen@shnu.edu.cn zhang_yw@shnu.edu.cn 二、课程基本信息

课程名称（中文）：半导体物理与器件

课程名称（英文）：Semiconductor Physics and Devices

课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位专业课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 □方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 □自主发展能力 □批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 4 总学时：48 学分：3 先修课程：高等量子力学、高等固体物理 授课对象：物理学（一级学科）学术型硕士研究生

三、课程简介

（课程在实现专业培养目标中的作用，课程在专业知识体系中的位置，课程学习对学生专业成长具有的价值。课程主要内容及知识结构。）

《半导体物理学》是应用物理专业的一门主干专业课程。通过本课程的学习使学生获得半导体物理方面的基本理论、基本知识和方法，为应用物理专业本科生的半导体集成电路、激光原理与器件、功能材料等课程的学习奠定必要的理论基础。 四、课程目标

（课程教学要讲授的核心知识、要训练的关键技能及须形成的综合素养的目标。） 本课程所使用的教材，共13章，概括可分为四大部分。第1～3章，晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第4～8章归结为半导体的光电特性；第9～15章，半导体器件。全部课堂教学为48学时，对上述内容作了必要的精简。

五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条）

（需要清晰地呈现每一章或教学单元的教学内容、学习要求、授课形式和课后作业等，学生由此可以准确地了解每一章或教学单元的学习任务，课后可根据教学进程，规划、开展自主学习。） 第一章 半导体的电子状态 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §1.1 半导体的晶格结构和结合性质 §1.2 半导体中电子状态和结合性质 §1.3 半导体中的电子运动，有效质量 §1.4 本征半导体的导电机构，空穴 §1.5半导体的能带结构 3. 学生学习任务

理解半导体中的电子状态，包括共有化电子的概念、能带形成的原因；掌握有效质量和空穴的引入在处理半导体相关问题中带来的方便；掌握常见半导体的能带结构。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第二章 半导体中的杂质和缺陷能级 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §2.1 硅、锗晶体的杂质能级

§2.2 III—V族化合物的杂质能级 §2.3 缺陷、位错能级 3. 学生学习任务

掌握半导体中杂质的种类与来源；掌握缺陷能级的产生原因及对半导体材料性能的影响。

4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第三章 半导体中的载流子的统计分布 1. 课时数：8

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §3.1 状态密度

§3.2 费米能级和载流子的统计分布 §3.3 本征半导体的载流子浓度 §3.4 杂质半导体的载流子浓度 §3.5 一般情况下的载流子统计分布 §3.6 简并半导体 3. 学生学习任务

掌握允许的量子态按能量如何分布及电子在允许的量子态中如何分布；掌握费米能级的概念；掌握不同情况下的热平衡载流子浓度的计算方法及随温度的变化；掌握简并半导体和非简并半导体的区别。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第四章 半导体的导电性 1. 课时数：4

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §4.1 载流子的漂移运动和迁移率 §4.2 载流子的散射

§4.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系 §4.4 电阻率及其与杂质浓度和温度关系 3. 学生学习任务

掌握载流子在外加电场作用下的漂移运动；整个你我半导体的迁移率、电导率、电阻率随温度和杂质浓度的变化规律；掌握载流子散射的概念并认识迁移率的本质。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第五章 非平衡载流子 1. 课时数：10

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §5.1 非平衡载流子的注入与复合 §5.2 非平衡载流子的寿命 §5.3 准费米能级 §5.4 复合理论 §5.5 陷阱效应 §5.6 载流子的扩散运动

§5.7 载流子的漂移运动、爱因斯坦关系式 §5.8 连续性方程式 3. 学生学习任务

掌握非平衡载流子的注入与复合、寿命的概念；掌握几种常见的复合形式及复合率和寿命的表达式；初步认识陷阱效应；重点掌握载流子的扩散运动和漂移运动及其二者之间的关系（爱因斯坦关系式）；重点掌握载流子的连续性方程。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第六章 p-n结 1. 课时数：4

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §6.1 p-n结及其能带图 §6.2 p-n结电流电压特性 §6.3 p-n结电容 §6.4 p-n结击穿 3. 学生学习任务

重点掌握pn结的电流电压特性、电容效应和击穿特性。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第七章 金属-半导体接触 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §7.1 金属半导体接触及其能级图 §7.2 金属半导体接触整流理论 §7.3少数载流子的注入和欧姆接触 3. 学生学习任务

重点掌握肖特基势垒的型形成原理及影响肖特基势垒高度的主要因素；重点掌握金属半导体接触的整流理论；欧姆接触的制备方法。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第八章 双极型晶体管 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §8.1 双极型晶体管的器件结构 §8.2 少子分布和载流子运动 §8.3 工作模式与电流增益 §8.4 非理想效应 §8.5 等效电路与特性曲线

3. 学生学习任务

重点了解双极晶体管的器件结构以及工作原理；理解器件中少子分布、载流子运动和电流增益；重点掌握等效电路与特性曲线分析。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第九章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管 1. 课时数：8

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §9.1 双端MOS结构及能带图

§9.2 MOS场效应管的电容-电压特性 §9.3 MOSFET基本工作原理 §9.4 频率限制特性 §9.5 CMOS技术 §9.6非理想效应

§9.7 按比例缩小理论和阈值电压 3. 学生学习任务

了解金属-氧化物-半导体场效应晶体管的器件结构以及工作原理；重点理解MOS场效应管的电容-电压特性；掌握MOS场效应管非理想效应、按比例缩小理论和阈值电压调控。

4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业 第十章 光器件 1. 课时数：4

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §10.1 光吸收、光致发光、电致发光 §10.2 pn结、异质结太阳能电池 §10.3光电探测器 §10.4发光二极管

3. 学生学习任务

重点掌握光器件的光吸收、光致发光、电致发光原理，理解太阳能电池和光电探测器光能转换机理；掌握发光二极管器件结构与特性。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

六、修读要求

要求学生课前预习、课后复习、独立地完成每节课布置的作业，善于总结和发现问题并及时解决，形成独立思考与解决问题的能力。

七、学习评价方案

1. 作业或练习、教学活动开展等过程考核要求（满足对应课程标准的第3条） 2. 期中（中期）考核要求（满足对应课程标准的第4条） 3. 期末（终结性）考试（核）形式（满足对应课程标准的第5条） 4. 最终考评成绩计算（满足对应课程标准的第6条）

最终成绩=过程成绩（30%）（其中：考勤分10%，课堂表现分10%，作业小测分10%）+期末成绩70%

八、课程资源

（教材；补充材料和扩展阅读；专业资源网站；课件；作业交流、学习讨论、思考题等。） 教材：

刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》（第七版），电子工业出版社，2008。 参考书目：

6、 田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005 7、 施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，8、 方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

9、 DIETER K. SCHRODER, SEMICONDUCTOR MATERIAL AND DEVICE CHARACTERIZATION （3 Edition）, Wiley-Interscience, A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION, 2006

10、 Donald A. Neamen著，赵毅强等译，《半导体物理与器件》第四版，电子工业出版社，2013

九、其他需要说明的事宜 无

rd

七、《材料结构与物性》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 秦晓梅 王飞飞 职称 办公室 副教授 副教授 10号楼437 10号楼432 电话 64322726 电子信箱 xmqin@shnu.edu.cn ffwang@shnu.edu.cn 二、课程基本信息

课程名称（中文）：材料物理性能与测量

课程名称（英文）：Physical Properties and Measurement of Materials 课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位专业课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：□学术知识性 ■方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 ■自主发展能力 ■批判性思维能力 ■解决问题能力 ■沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 3 总学时： 54 学分：3 先修课程：普通物理

授课对象：凝聚态物理专业研究生 三、课程简介

材料物理性能与测量是凝聚态物理专业一门重要的基础课。本课程将从材料的组成、结构的角度阐述各种材料的物理性能及本质，包括力学、热学、电学、光学、磁学、以及介电、压电、电光、声光等性能，并介绍这些性能的基本测量方法。这些性能基本上都是在研制和应用各种材料中对材料提出的基本技术要求，在实际工作中具有重要的意义。

四、课程目标

（课程教学要讲授的核心知识、要训练的关键技能及须形成的综合素养的目标。） 通过本课程的学习，希望同学们了解不同材料的力学、热学、光学、电学及介电和磁学等性能，掌握上述性能的原理及微观机制；正确分析材料的结构与性能的关系；掌握各性能之间的相互制约与变化规律，为判断材料优劣，正确选择和使用材料，改变材料性能，探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础；掌握重要性能的基本测试方法。

五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条）

（需要清晰地呈现每一章或教学单元的教学内容、学习要求、授课形式和课后作业等，学生由此可以准确地了解每一章或教学单元的学习任务，课后可根据教学进程，规划、开展自主学习。）

第一章 绪论 1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §1．1 材料的分类

§1．2 无机非金属的材料的特性与应用 §1．3 材料的性能本质 §1．4 材料的制备过程 §1．5 材料设计的工作思路 §1．6 材料物理性能课程研究的内容 §1．7 本课程的理论与知识体系 3. 学生学习任务: 掌握课程体系及要求 4. 教学方法： 讲授

5. 课外学习要求：阅读相关参考书，了解此门课的课程体系

（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创作等动手、动脑活动和教师的过程指导为主的课程教学环节，应以活动方案的形式，说明活动的程序、活动过程中学生的组织方式、学生参与课堂活动需完成的前期课外准备、学生活动情况评价方式、师生互

动模式等。）

第二章 晶体结构和晶格振动 1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 §2．1 晶体结构 §2．2 晶体的结合 §2．3 晶格振动 §2．4 晶体中电子的运动

3. 学生学习任务: 掌握晶体结构的对称性和晶系划分以及晶格振动等

4. 教学方法： 师生互动教学。教师讲授相关理论知识，学生分享关于结构测量的方法。

5. 课外学习要求：通过课外阅读查找关于结构测量的相关设备和测量方法。

第六章 材料的热学性能

1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 3．1 热 容 § 3．2 热 膨 胀 § 3．3 热 传 导

§ 3．4 热分析方法及其在材料分析中的应用 3. 学生学习任务: 掌握材料的热学性能及相关测试方法。 4. 教学方法： 师生互动教学。

5. 课外学习要求：通过课外阅读查找关于热性能测量的相关手段和方法。 第四章 材料的导电性能 1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 4．1 电导的物理现象 § 4．2 离子电导性 § 4．3 电 子电导 § 4．4 无机材料的电导 § 4．5 半导体材料的电导 § 4．5 导电性的测量

3. 学生学习任务: 掌握材料的导电性能及相关测试手段 4. 教学方法： 师生互动教学。

5. 课外学习要求：通过课外阅读查找关于导电性能的测量方法。 第五章 材料的介电性能 1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 5．1 概论

§ 5．2 介质的极化 § 5．3 介质的损耗 § 5．4 介电强度 § 5．5 铁电性与压电性

3. 学生学习任务: 掌握材料的介电性能及相关测量方法 4. 教学方法： 师生互动教学。

5. 课外学习要求：通过课外阅读查找关于介电性能的测量方法。 第六章 材料的磁学性能 1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 6．1 基本概念 § 6．2 磁 性

§ 6．3 磁性材料的物理效应 § 6．4 磁光效应材料与记录原理 § 6．5 磁性测量方法

3. 学生学习任务: 掌握材料的磁学性能及相关测量方法 4. 教学方法： 师生互动教学。

5. 课外学习要求：通过课外阅读查找关于磁性的测量方法。 第七章 材料的光学性能 1. 课时数: 6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 § 7．1 光和物质相互作用的基本理论 § 7．2 光在界面的反射和折射 § 7．3 光在各向异性介质中的传播 § 7．4 光的吸收、色散和散射 § 7．5 无机材料的红外光学性能

§ 7．6 电—光效应、光折变效应、非线性光学效应 § 7．7 光导纤维

§ 7．8 光学测试方法

3. 学生学习任务: 掌握材料的光学性能及相关测量方法 4. 教学方法： 师生互动教学。

5. 课外学习要求：通过课外阅读查找关于光学性能的测量设备和方法。 机动： 6学时 六、修读要求

掌握材料的物理性能的相关知识，课上分享相关性能的测试手段（通过课外阅读查找相关资料）。

七、学习评价方案

1. 通过课外阅读和准备完成课上的测量方法分享作为平时成绩的参考。

2. 期末（终结性）考试（核）形式：结合材料物理性能课程的教学内容完成相关的研究计划报告。

3. 最终考评成绩计算：平时成绩30%；期末成绩70%。 八、课程资源（推荐教材及参考书）

1、刘强 《材料物理性能》 化学工业出版社 （2009） 2、郑冀等 《材料物理性能》 天津大学出版社 （2008）

3、田莳 《材料物理性能》 北京航天航空大学出版社 （2008） 4、龙毅 《材料物理性能》 中南大学出版社 （2009） 九、其他需要说明的事宜

八、《激光物理与技术》课程教学大纲

【课程名称】激光物理与技术

Laser Physics and Technology

【课程类别】学位专业课 【总学时】 54 【学分】3

【教学目标】激光（LASER）一词是英语“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的字头缩写，意思是“通过受激辐射实现光放大”，现已成为世界性的学术用语及一般用语。通过激光物理学的学习，了解激光产生的基本原理、典型激光器、激光的性质、激光与物质的相互作用理论、激光技术及其重要应用等。通过教学要求学生掌握激光与光电子技术的原理、特点、方法以及在现代科学技术中最基本的应用，并为后续课程的学习打下良好的理论基础和实践基础。 【任课教师】刘锋，闫爱民 【编写日期】2017 【主要章节】

第一章绪论

1.1激光产生及其发展史 1.2 激光技术应用 1.3 激光物理学课程体系

第二章 辐射理论概要与激光产生的条件 2.1 光的波粒二象性 2.2 原子的能级和辐射迁跃 2.3 跃迁速率与爱因斯坦关系

2.4自发辐射、受激辐射与受激吸收间的关系 2.5 半导体中的载流子复合 2.4 谱线加宽机制与线型函数 2.5 激光产生的条件 第三章 激光器的工作原理 3.1激光器的基本结构

3.2 谐振腔的本征模式和特征 3.3 光学谐振腔的衍射理论 3.4 速率方程组与粒子数反转

3.5 连续工作状态下的增益系数及增益饱和 3.6激光器的损耗与阈值条件 第四章 激光器的输出特性 4.1激光器的输出功率和输出能量 4.2 激光器的振荡模式 4.3 激光的特点 4.4 高斯光束的传播特性 4.5稳定球面腔的光束传播特性 4.6 高斯光束的变换 4.7单模激光的线宽极限 4.8激光光束质量的品质因子M 4.9频率牵引

第五章 激光器的种类 5.1固体激光器 5.2 气体激光器 5.3 液体激光器 5.4 半导体激光器 第六章 激光的基本技术 6.1 激光脉冲技术 6.2 激光选模技术 6.3 激光稳频技术 6.4 激光调制技术 6.5 激光偏转技术

第七章 场与物质相干相互作用 7.1 相干相互作用的数学描述 7.2 光学章动现象 7.3 光子回波 7.4 超辐射

7.5 面积定理与自感应透明现象

【教学方式】以课堂讲授为主要授课方式 【考核方式】（平时成绩占30%+期末成绩占70%） 【参考资料】

卢亚雄著，《激光物理》，北京邮电大学出版社，2005年。

陈家璧 等编著，《激光原理及应用》（第二版），电子工业出版社，2004.

2

王雨三，张中华著，《激光物理基础》，哈尔滨工业大学出版社，2004年。 伍长征主编，《激光物理学》，复旦大学出版社，1989。 邹英华著，《激光物理学》，北京大学出版社，1991。

九、《MEMS技术》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息 教师姓名 职称 办公室 杜伟杰 副教授 数理学院312 王涛 副教授 数理学院

二、课程基本信息

课程名称（中文）：MEMS技术基础

课程名称（英文）：Foundations of Micro-Electro-Mechanical System 课程类别：□通识必修课 □通识选修课 ■学位专业课 □专业方向课 □专业拓展课 □实践性环节

课程性质*：■学术知识性 ■方法技能性 □研究探索性 □实践体验性 培养的核心能力和素养（多选）：

■自主学习 ■自主发展能力 □批判性思维能力 ■解决问题能力 □沟通交流能力 □团队合作能力 □国际素养 □信息素养 □领导力素养 课程代码：

周学时： 3 总学时：54 学分：3 先修课程：半导体物理与器件，基础化学，力学，光学 授课对象：物理学（一级学科）学术型硕士研究生

三、课程简介

MEMS全称Micro Electro-mechanical System，微机电系统。是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、动作器（执行器）和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。

本课程全面介绍MEMS的基础理论、分析设计方法、制造技术、典型产品和器件，尝试通过本课程掌握微型化技术。课程内容包括基础力学与物理学、微加工技术、封装集成技术、传感器、执行器、RF MEMS、光学MEMS和BioMEMS与微流体。本课程强调设计与制造相结合、前沿与基础相结合；着重提取基础、重点和共性知识，强调基础理论和制造方法在不同领域的应用，并紧密结合前沿的学术研究和工业界的产品发展动态。

四、课程目标

电话 13166338209 13585897826 电子信箱 duweijie@shnu.edu.cn twang@shnu.edu.cn

通过对本课程的学习，使学生对MEMS基本原理及其工艺有一个较为完整和系统的概念，并具有一定的设计简单MEMS器件和解决工艺问题、提高产品质量的能力，具体如下：

1. 初步掌握MEMS工艺流程的基本理论与方法；

2. 掌握MEMS加工技术的基本工艺如光刻与体微加工技术、表面微加工技术、键合、

集成与封装等；

3. 熟悉各类MEMS微器件如微型压力传感器、惯性传感器、微执行器，RF-MEMS，光学

MEMS的工作原理及各类应用场合，能设计一些简单的MEMS器件。

五、教学内容与进度安排 第一章 绪论 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 MEMS的定义 第2小节 MEMS的应用领域 第3小节 MEMS的发展 3. 学生学习任务

了解常见MEMS器件；国内MEMS工艺发展的过程以及现状；MEMS和我们日常生活的联系。

4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第二章 微系统基本理论—基础力学与基本物理 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 应力和应变 第2小节 弹性梁

第3小节 薄板与流体的基本概念 第4小节 静电力 第5小节 尺寸效应 3. 学生学习任务

了解在微小尺度下，微机电系统的基础力学、电学等性质和大尺度下有和异同，微小尺度器件设计的关键要素是什么。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第三章 MEMS工艺I—光刻与体微加工技术 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 MEMS光刻技术

第2小节 体微加工技术—各向同性湿法刻蚀 第3小节 体微加工技术—各向异性湿法刻蚀 第4小节 体微加工技术—干法刻蚀

第5小节 体微加工技术—时分复用深刻蚀 第6小节 体微加工技术—稳态深刻蚀 第7小节 体微加工技术—干法刻蚀设备与应用 3. 学生学习任务

参考微电子工艺中的光刻工艺，了解MEMS体微加工技术中的各种刻蚀方法，以及与传统微电子刻蚀工艺有何异同。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第四章 MEMS工艺II—表面微加工技术 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 表面微加工技术概述 第2小节 表面微加工技术的几个问题 第3小节 表面微加工代工工艺 第4小节 表面微加工的应用 第5小节 厚结构层技术 3. 学生学习任务

什么是表面微加工，表面微加工技术有哪些，表面微加工的具体应用。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第五章 MEMS工艺III—键合 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 键合概述与直接键合 第2小节 阳极键合与聚合物键合 第3小节 金属键合与键合设备 3. 学生学习任务

了解键合在MEMS中的重要性，熟悉键合工艺的具体流程。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第六章 MEMS工艺IV—集成与封装 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 工艺集成 第2小节 系统集成

第3小节 单芯片集成与多芯片集成 第4小节 三维集成 第5小节 MEMS封装

3. 学生学习任务

了解MEMS的工艺集成和封装的具体流程，MEMS工艺集成和封装中的关键技术和难点。 4. 教学方法：课堂讲解 5. 课外学习要求：课后作业

第七章 MEMS传感器I—传感器的敏感机理 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 概述 第2小节 压阻传感器

第3小节 电容传感器与压电传感器 第4小节 谐振传感器与隧穿传感器 3. 学生学习任务

了解各类MEMS传感器的基本机理，常见MEMS传感器的的种类以及工作原理，应用领域等。 4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第八章 MEMS传感器Ⅱ—压力传感器 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 压力传感器 第2小节 压阻式压力传感器

第3小节 电容式压力传感器与谐振式压力传感器 第4小节 硅微麦克风 3. 学生学习任务

熟悉压力传感器的特点，压力传感器的基本原理、分类，电容式和谐振式传感器分布有什么优点，常见的压力传感器如硅微麦克风的工作原理。

4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第九章 MEMS传感器Ⅲ—惯性传感器 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 惯性传感器与加速度传感器概述 第2小节 压阻式与电容式加速度传感器 第3小节 电容式与热传导式加速度传感器 第4小节 微机械陀螺概述 第5小节 典型微机械陀螺 第7小节 模态解耦合 3. 学生学习任务

了解惯性传感器的特征，惯性传感器的工作原理，速度传感器和加速度传感器的结构，了解

微陀螺的工作原理及其在日常生活中的应用。

4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第十章 微型执行器 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 执行器概述

第2小节 静电执行器—平板电容执行器 第3小节 静电执行器—叉指电容执行器 第4小节 热执行器

第5小节 压电执行器和磁执行器 3. 学生学习任务

了解微执行器的基本概念，平板电容器和叉指电容器的工作原理，了解热执行器，压电执行器和磁执行器的基本工作原理和应用。

4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第十一章 RF MEMS 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 RF MEMS概述 第2小节 MEMS开关

第3小节 MEMS谐振器—梳状谐振器 第4小节 MEMS谐振器—板式谐振器 第5小节 MEMS谐振器的制造 3. 学生学习任务

RF MEMS是当前广泛应用于通讯的领域的一种MEMS器件，了解RF-MEMS器件的工作原理以及各类RF-MEMS的应用场合，熟悉MEMS谐振器的制造过程。 4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第十二章 光学MEMS 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 光学MEMS概述 第2小节 MEMS光开关

第3小节 影像再现I—反射器件 第4小节 影像再现II—衍射器件 第5小节 影像再现III—干涉器件 3. 学生学习任务

了解光学MEMS的基本原理，光开关的机构，以及给了影像再现MEMS器件的工作原理和应用。 4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第十三章 微流体与芯片实验室 1. 课时数：3

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 概述 第2小节 软光刻技术 第3小节 微流体输运 第4小节 试样处理 第5小节 检测技术 第6小节 微流体应用 3. 学生学习任务

了解微流体的概念，微结构下流体力学的原理。了解芯片实验室的工作原理。 4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

第十四章 BioMEMS 1. 课时数：6

2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 第1小节 概述

第2小节 药物释放 神经探针 生物传感器 第3小节 可穿戴与可植入微系统 3. 学生学习任务

生物MEMS是目前正流行的一种MEMS技术，了解BioMEMS的基本概念，目前BioMEMS在医学上有哪些运用，如常见的血管清理机器人等，了解其基本工作原理。 4. 教学方法：学生课前自主学习，查找资料，课堂发表以及讨论。 5. 课外学习要求：课后作业

六、修读要求

要求学生课前预习、课后复习、独立地完成每节课布置的作业，善于总结和发现问题并及时解决，形成独立思考与解决问题的能力。

MEMS工艺发展日新月异，学生课后需自行查找资料，及时了解该领域中的最新信息 对学生有如下要求：1、不允许无故旷课、迟到。2、上课不允许玩手机，闲话，等影响课堂纪律的行为。 3、独立完成作业，按时交作业。作业评价分为A（90~100分）,B（80~90分）,C（70~80分）,D（60~70分）档。4、课堂纪律良好，积极发言，上交每章学习小结，撰写小论文等，都可作为平时成绩加分项目。

七、学习评价方案

本课程最终成绩计算方法：平时成绩50% + 期末成绩占50%。

平时成绩包括考勤（占10%）、课堂提问（占20%）、课后作业（占20%）；

三次以上无故缺席考勤为0分；作业评价分为A（90~100分）,B（80~90分）,C（70~80分）,D（60~70分）档，作业三次不交取消作业分； 期末考试为随堂开卷考试。

八、课程资源 教材：

微系统设计与制造(第二版)，王喆垚著，清华大学出版社。 补充材料和扩展阅读教材：

MEMS与微系统――设计、制造及纳尺度工程(第二版)，（美）Tai-Ran Hsu（徐泰然）著，梁仁荣 等译，电子工业出版社。

微机电系统基础（原书第2版），(美)Chang Liu 著，黄庆安 译，机械工业出版社。

九、其他需要说明的事宜 无

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