1
课程详述
COURSE SPECIFICATION
以下课程信息可能根据实际授课需要或在课程检讨之后产生变动。如对课程有任何疑问，请联
系授课教师。
The course information as follows may be subject to change, either during the session because of unforeseen
circumstances, or following review of the course at the end of the session. Queries about the course should be
directed to the course instructor.
1.
课程名称 Course Title
固态电子学
Solid State Electronics
2.
授课院系
Originating Department
电子与电气工程系
Department of Electrical and Electronic Enineering
3.
课程编号
Course Code
EE203
4.
课程学分 Credit Value
3
5.
课程类别
Course Type
专业基础课 Major Foundational Courses
6.
授课学期
Semester
春季 Spring / 秋季 Fall
7.
授课语言
Teaching Language
中英双语 English & Chinese
8.
授课教师、所属学系、联系方
式（如属团队授课，请列明其
他授课教师）
Instructor(s), Affiliation&
Contact
（For team teaching, please list
all instructors）
陈锐 Chen Rui
电子与电气工程系
Department of Electrical and Electronic Enineering
第二科研楼 524
The faculty building 2,Room 524
0755-88018522
chen.sm@sustc.edu.cn
崔德虎 Cui Dehu
电子与电气工程系
Department of Electrical and Electronic Enineering
第二科研楼 527
The faculty building 2,Room 527
0755-88018586
cui.dh@sustc.edu.cn
9.
实验员/助教、所属学系、联系
方式
Tutor/TA(s), Contact
待公布 To be announced
10.
选课人数限额(可不填)
Maximum Enrolment
（Optional）
2
授课方式
Delivery Method
习题/辅导/讨论
Tutorials
实验/实习
Lab/Practical
其它(请具体注明)
Other（Please specify）
总学时
Total
11.
学时数
Credit Hours
48
12.
先修课程、其它学习要求
Pre-requisites or Other
Academic Requirements
NA
13.
后续课程、其它学习规划
Courses for which this course
is a pre-requisite
半导体器件导论
Physics of Semiconductor Devices
14.
其它要求修读本课程的学系
Cross-listing Dept.
NA
教学大纲及教学日历 SYLLABUS
15.
教学目标 Course Objectives
本课程教学要求学生基本掌握电子材料和电子器件的基础知识， 包括材料科学的基本概念，分子动力学基础，晶体结构及
缺陷，电导和热导，量子物理基础，现代物理理论基础，p-n 结的基本原理；发光器件的基本原理和结构。介绍半导体工
艺，从晶体生长到掺杂等工艺技术的主要步骤，并特别强调其在集成电路上的应用。本课程侧重于基本概念的掌握，要求
学生了解半导体器件物理的发展脉络，获取固态电子学方面的基础理论和工程信息。使学生初步掌握分析、解决工程实际
问题的思路和方法，初步掌握半导体器件的主要工艺技术及其对器件性能的影响。本课程的主要任务是为后续材料及微电
子相关专业课打下牢固的基础，同时为学生以后从事微电子，材料，通信等相关方向的教学科研或者工艺开发打下扎实的
理论基础。先修课程为高等数学和大学物理。
The course will introduce students to the materials science and engineering behind semiconductor devices, including
their applications and processing. Topics for the course include kinetic molecular theory and thermally activated
processes; electrical and thermal conductivity of metals and semiconductors; introductory quantum mechanics for
materials science; band structure and intrinsic and extrinsic semiconductors.
16.
预达学习成果 Learning Outcomes
掌握材料科学的基本概念，固体中的键及基本类型，热膨胀，热涨落，热激活，晶体的种类，缺陷以及晶体生长，固溶
体，二相固体，霍尔效应，金属和半导体材料的电导电阻，混分法则等。特别是掌握量子物理基础，包括光子，电子的波
动性，量子化基础，固体能带理论，金属的量子理论，费米能级，热电子发射和真空管，本征和和非本征半导体，双极和
金属氧化物半导体器件的基本结构、静态特性和动态特性。本课程要求学生掌握半导体物理和半导体器件的基本概念和规
律，对于基础理论，要求应用简单的模型定性说明，并能做简单的数学出来。学习过程中提高分析和解决实际问题的能
力，并重视理论和实践的机会。
After completing the course, students should master the fundamental principles of electronic materials and devices.
Such as elementary materials science concepts, electrical and thermal conduction in solids. Elementary quantum
physics, modern theory of solids.
1) An ability to apply knowledge of mathematics, science, and engineering
2) An ability to design and conduct experiments, as well as to design electronic device.
3)) An ability to function on multidisciplinary teams
4) An ability to identify, formulate, and solve engineering problems
5) An ability to use the techniques, skills, and modern engineering tools necessary for engineering practice.
17.
课程内容及教学日历 （如授课语言以英文为主，则课程内容介绍可以用英文；如团队教学或模块教学，教学日历须注明
主讲人）
Course Contents (in Parts/Chapters/Sections/Weeks. Please notify name of instructor for course section(s), if
this is a team teaching or module course.)
3
教师：陈锐，崔德虎； 第一周至第十六周
第一章 材料科学的基本概念
1. 原子结构和原子数；2. 原子质量和摩尔；3. 固体中的键及类型；4. 分子动力学理论；5. 分子速率与能量分布；6. 热、热
涨落与噪声；7. 热激活过程；8. 晶体结构；9. 晶体缺陷及意义；10.单晶的生长法；11.玻璃和非晶态半导体；12.固溶体和
二相固体；13.布拉维格子
第二章 固体中的电导和热导
1. 经典理论；2. 温度和电阻率的关系；3. 马希森定则和诺德海姆定则；4. 混合物与多孔物质的电阻率；5. 霍尔效应与霍尔
器件；6. 热导；7. 非金属的电导率；8.金属薄膜；9. 微电子中的互联；10.电迁移；11.半导体的生长
第三章量子物理基础
1． 光子；.2.电子的波动性；3。 无限深势阱；4。 海森伯测不准原理；5。 隧道现象；6。 势能箱；7. 类氢原子；8. 氦原
子和元素周期表；9. 受激辐射与激光器
第四章 现代固体理论
1． 氢分子； 2.固体能带理论；3. 半导体；4. 电子有效质量；5. 能带中的状态密度；6. 统计：粒子体系;7. 金属的量子理
论;8. 费密能的意义;9.子发射和真空管器件;10. 声子
Class Topics:
Instructor: Dr.Rui Chen; Dr Dehu Cui (week 1-16)
1. Basic Materials Science (Chapter 1):
* kinetic molecular theory, thermally activated processes, diffusion, crystal structure
2. Classical Materials Science (Chapter 2):
* electrical conduction in solids
* thermal conduction in solids
3. Introductory Quantum Mechanics (Chapter 3):
* particle-wave duality
* Schrodinger wave equation
* tunneling & scanning tunneling microscopy
* atom orbitals
* lasers
4. Modern Theory of Solids (Chapter 4):
* band theory of solids – why close-packed atoms are different from isolated atoms & molecules
* energy bands
* quantum theory of electrical and thermal conduction
* band gap, doping, effective mass, density of states, Fermi statistics
18.
教材及其它参考资料 Textbook and Supplementary Readings
电子材料与器件原理
Principles of Electronic Materials and Devices, S.O. Kasap, Third edition
课程评估 ASSESSMENT
19.
评估形式
Type of
评估时间
Time
占考试总成绩百分比
% of final
违纪处罚
Penalty
备注
Notes
4
Assessment
score
出勤 Attendance
课堂表现
Class
Performance
小测验
Quiz
课程项目 Projects
10
平时作业
Assignments
20
期中考试
Mid-Term Test
30
期末考试
Final Exam
40
期末报告
Final
Presentation
其它（可根据需要
改写以上评估方
式）
Others (The
above may be
modified as
necessary)
20.
记分方式 GRADING SYSTEM
A. 十三级等级制 Letter Grading
B. 二级记分制（通过/不通过） Pass/Fail Grading
课程审批 REVIEW AND APPROVAL
21.
本课程设置已经过以下责任人/委员会审议通过
This Course has been approved by the following person or committee of authority