纳电子物理与器件-华中科技大学光学与电子信息学院 - 图文 

附3．光学与电子信息 学院（系） 硕士 研究生课程简介

课程名称：纳电子物理与器件 英文名称：Nanoelectronic Physics and Devices 课程类型：□高水平课程 ■国际化课程 □高水平国际化课程 □一般课程 课程类别：■一级学科基础程 □二级学科基础课程 □专业课程 考核方式： 开卷 教学方式：课堂讲授 开课学期： 秋季 适用层次： 硕士 ■ 博士□ 总学时/讲授学时： 40/40 学分：2.5 课程代码：182.646 适用专业：微电子学与固体电子学；材料物理与化学；集成电路工程；凝聚态物理等 课程组教师姓名 职 称 张道礼 张建兵 课程教学目标： 进入新世纪以来，纳电子学有了突飞猛进的发展，全世界每时每刻都有新理念、新现象、新效应和新器件不断提出和发现。通过本课程的实施，争取在综合性能优异的纳尺度器件方面教学内容取得创新性突破。课程适合研究生层次，预计听课人数在100人左右，通过本课程的建设，培养一支具有一定科学素养的从事电子物理与器件的研究队伍，推动我国纳电子物理与器件的发展。 课程教学大纲： 第一章 绪论（课内学时数：2） §1.1 微电子技术现状和极限 §1.2 纳米结构中的新现象（弹道输运、相位干涉、普适电导涨落、弱局域化、载流子热化、隧穿现象、单电子现象和库仑阻断） §1.3 特征时间与空间尺度（特征长度、系统尺度半导体材料特征参数） 第二章 纳电子结构及其电子态（课内学时数：6） §2.1 低维限制系统（二维电子气、以维限制系统、零维系统、量子点接触、反点格子和超小隧道结） §2.2 低维系统中电子态的描述方法（包络函数方法、量子阱与准二维系统中的电子态、耦合量子阱与超晶格、掺杂异质结系统与自洽解） §2.3 纳米限制结构中的电子态（量子线中的电子态、量子点中的电子态、量子点中的电子统计） 教授 副教授 专 业 微电子学与固体电子学 微电子学与固体电子学 年 龄 52 35 学术专长 微纳制备及集成技术 微纳制备及集成技术 §2.4 磁场对纳米结构电子态的影响（磁场中的二维电子气、处于磁场中的一维波导：边沿态；磁场中的量子点、量子点的能谱） 第三章 纳电子器件输运理论（课内学时数：6） §3.1 隧穿理论（隧穿的波函数描述方法、隧穿时间、隧穿电流、量子化电荷隧穿） §3.2 Landauer公式（单通道形式、多通道Landauer公式、Büttiker公式、Landauer公式讨论） §3.3 纳电子器件中的量子化电导（实验结果于定性结石、绝热输运模型、温度效应、非均匀效应、非线性输运、应用Landauer公式的条件） §3.4 复杂纳电子器件中的输运（S矩阵组合方法、格林函数、模式匹配方法、拐弯波导输运、横向共振隧穿、耦合波导） 第四章 共振隧穿现象与器件（课内学时数：6） §4.1 共振隧穿器件输运理论（RTD相干隧穿理论、双势阱异质结构共振隧穿、散射破坏相位干涉于相继隧穿） §4.2 共振隧穿器件特性分析（散射因素对器件性能的影响、瞬态特性分析、隧穿时间、材料和结构对器件性能的影响） §4.3 共振隧穿器件模型（电路模拟共振隧穿器件模型、物理基础共振隧穿器件模型） §4.4 共振隧穿器件的应用（在高速电路中的应用、在功能电路中的应用） 第五章 量子点单电子器件（课内学时数：6） §5.1 单电荷疏运的唯象理论 §5.2 单电子器件（双栅硅MOS场效应观众的载流子输运、硅微晶单电子晶体管及库伦阻塞效应、多栅异质结构单电子晶体管） §5.3 单电子器件在模拟电路中的应用（超灵敏电表、单电子能谱仪、直流电流标准、温度标准、红外辐射探测器） §5.4 单电子器件在数字电路中的应用（逻辑电路、单电子存贮器） §5.5 量子点输运的交流特性（半导体量子点电子旋转门、非绝热区、Tien-Gordon理论、光谱电流） §5.5 量子点计算（量子点原胞自动机的量子模拟、量子点原胞自动机阵列开关、绝热开关电路、量子点原胞自动机的实现方法） 第六章 纳米CMOS器件（课内学时数：6） §6.1 纳米CMOS器件中的栅工程 §6.2 纳米CMOS器件的沟道工程和超浅结技术 §6.3 新型纳米CMOS器件（新型衬底结构器件、新型栅结构器件、新型沟道结构器件、新型源漏结构器件、新型工作机制器件） 使用教材： 1. An Chen, James Hutchby, Victor Zhirnov, George Bourianoff, Emerging Nanoelectronic Devices, John Wiley and Sons Ltd, 2015 2. Ying Fu, Physical Models of Semiconductor Quantum Devices, Second Edition, Springer Dordrecht Heidelberg, 2014 3. Seng Ghee Tan, Mansoor B A Jalil, Introduction to the Physics of Nanoelectronics, Woodhead Publishing Limited, 2012 主要参考书： 1. Tomasz Brozek, Micro- and Nanoelectronics Emerging Device Challenges and Solutions, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2015 2. James E. Morris, Krzysztof Iniewski, Nanoelectronic Device Applications Handbook, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013 3. Nadine Collaert, CMOS Nanoelectronics: Innovative Devices, Architectures, and Applications, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2012 4. Raphael Tsu, Superlattice to Nanoelectronics, Second Edition, Elsevier Ltd. 2011 该课程所属基层教学组织（教研室、系）专家小组意见：（该课程是否适合硕士、博士研究生培养的需要？是否与本科生课程重复？是否有稳定的课程组和授课教师队伍？） 专家组长 专 家 年 月 日