光電子工程與應(yīng)用物理綜合課題：光電器件背后的科學(xué)【大學(xué)組】

材料科學(xué)與工程

項(xiàng)目背景

早在19世紀(jì)末，人們就開(kāi)始了對(duì)半導(dǎo)體硒中光電現(xiàn)象的探索研究，但當(dāng)時(shí)人們對(duì)半導(dǎo)體還缺乏深入了解。直至30年代，人們才開(kāi)始對(duì)半導(dǎo)體基本物理特性（如能帶結(jié)構(gòu)、電子躍遷過(guò)程等）展開(kāi)深入研究，特別是對(duì)半導(dǎo)體光學(xué)性質(zhì)的研究為半導(dǎo)體光電子器件的發(fā)展奠定了物理基礎(chǔ)。1962年，R.N.霍耳和M.I.內(nèi)森成功研制注入型半導(dǎo)體激光器，解決了高效率的光信息載波源，擴(kuò)展了光電子學(xué)的應(yīng)用范圍，光電子器件因而得到迅速發(fā)展。而現(xiàn)在，半導(dǎo)體光電器件依舊是科學(xué)家們?cè)陔娮悠骷靶履茉搭I(lǐng)域重要的研究方向。

項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目從固體物理學(xué)的基礎(chǔ)原理入手，帶領(lǐng)學(xué)生探究光-電作用原理，并詳細(xì)介紹半導(dǎo)體器件基本構(gòu)件——光電轉(zhuǎn)化PN結(jié)二極管，光電子器件的操作原理,PN結(jié)二極管的工作模式及其作為不同光電器件的功能, 運(yùn)行效率，性能限制。并以LED、激光器、光電探測(cè)器和太陽(yáng)能電池等常用光電器件為具體實(shí)例，研究其工作原理及在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用。學(xué)生通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)一步對(duì)固體物理學(xué)和半導(dǎo)體光電器件設(shè)計(jì)原理及工作原理有更為深刻的認(rèn)識(shí)，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

個(gè)性化研究課題參考：

柔性光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)原理

太陽(yáng)能光電–熱一體化與熱泵耦合系統(tǒng)性能研究

納米結(jié)構(gòu)二氧化鈦光電性能探究

適合人群

大學(xué)生

材料科學(xué)與工程、半導(dǎo)體材料、材料物理、物理電子學(xué)、微電子與固體電子學(xué)、光電子與光子學(xué)技術(shù)等專業(yè)或者希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生；學(xué)生需要具備基礎(chǔ)物理、電磁學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)

導(dǎo)師介紹

加州大學(xué)洛杉磯分校終身正教授

Ya-Hong導(dǎo)師于1999年加入加州大學(xué)洛杉磯分校，擔(dān)任工程系的終身正教授，目前擔(dān)任該系的副主席。他是應(yīng)變硅技術(shù)的先驅(qū)之一，該技術(shù)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和手機(jī)中的每一個(gè)微芯片提供動(dòng)力。他撰寫(xiě)并合著了 180 多篇技術(shù)文章，并擁有 38 項(xiàng)美國(guó)專利。導(dǎo)師同時(shí)是 IEEE 會(huì)士，并擔(dān)任 IEEE 電子設(shè)備協(xié)會(huì)電子材料委員會(huì)主席（2016-2018 年）。導(dǎo)師同時(shí)是德國(guó)亞歷山大·馮·洪堡基金會(huì)2012年研究獎(jiǎng)和美國(guó)半導(dǎo)體研究公司發(fā)明家認(rèn)可獎(jiǎng)的獲得者。

任職學(xué)校

加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）始建于1919年，是一所擁有百年歷史的世界著名公立研究型大學(xué)，培養(yǎng)了14名諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，是美國(guó)“新常春藤”名校之一。UCLA在2019年U.S.News美國(guó)公立大學(xué)排名首位，2018年泰晤士高等教育THE世界最具聲望大學(xué)排名第９，電子工程與材料研究位居世界前列。

項(xiàng)目大綱

導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體介紹，電子-光子相互作用原理 

光電轉(zhuǎn)化PN結(jié)二極管，半導(dǎo)體器件的基本構(gòu)件 

光電器件：LED、激光器、光電探測(cè)器和太陽(yáng)能電池 

光電子器件的操作原理,PN結(jié)二極管的工作模式及其作為不同光電器件的功能, 運(yùn)行效率，性能限制

項(xiàng)目回顧與成果展示

論文輔導(dǎo) 

時(shí)間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表（可用于申請(qǐng)）

結(jié)業(yè)證書(shū)

成績(jī)單