教学目标：
低维材料学，是指在三维空间至少有一个维度是出于纳米尺度范围（1-100纳米）的材料，或是由纳米尺寸的基本单元构成的宏观材料。本课程内容包括低维材料结构简介，低维材料制备，低维材料的光学特性、电学特性以及磁学特性；主要涉及半导体及其作为消光材料，载流子选择传输材料以及电极材料在光电领域应用，包括器件设计制作、器件性能表征。
本课程作为材料类研究生教育基础课程，旨在使学生对于低维材料与其在光电器件中的应用建立整体与全貌的认识；了解材料结构的分类、特性、应用范围及其在相关学科领域的关系；把握先进材料制备方法，分析方法与其相应的高新光电器件技术的发展趋势，在今后长期的学习、科研、工作中受益终身。

课程内容：
1. 绪论
1.1低维半导体的研究发展
1.1.1 二维材料
1.1.1 一维材料
1.1.1 零维材料
1.2低维半导体材料的光电器件研究发展
2. 晶态低维半导体物理
2.1晶态半导体中的电子状态
2.1.1能带结构
2.1.2电子能量
2.1.3状态密度
2.2晶态半导体中的载流子输运
2.2.1载流子散射机构
2.2.2载流子迁移率
2.2.3载流子隧穿输运
2.3晶态半导体的光吸收
2.3.1本征吸收
2.3.2激子吸收
2.3.3杂质吸收
2.4晶态半导体的光发射
2.4.1半导体中的各种发光过程
2.4.2直接和间接跃迁复合发光
2.4.3激子复合发光
2.4.4激子分子发光
2.4.5施主一受主对发光
2.4.6非辐射复合
3. 低维半导体内非平衡载流子
3.1 非平衡载流子的注入与复合
3.2非平衡载流子的寿命
3.3 准费米能级
3.4 复合理论
3.4.1 直接复合
3.4.2 简介复合
3.4.3 表面复合
3.4.4俄歇复合
3.5 陷阱效应
3.6 载流子的扩散运动
3.7 载流子的漂移扩散，爱因斯坦关系式
4.低维半导体异质节
4.1异质结的能带结构
4.1.1异质结的能带特点
4.1.2 异质节的接触电势及势垒宽度
4.1.3 异质节的势垒电容
4.2 异质节的电压特性及注入特性
4.2.1 异质节的电流-电压特性
4.2.2 异质节的注入特性
4.3 异质节量子阱结构及其电子能态与特性
4.3.1 掺杂调制异质节界面量子阱
4.3.2 双异质节间单量子阱结构
5.低维半导体材料在发光器件中应用
5.1 光致发光
5.1.1 器件结构
5.1.2 器件制备
5.1.3 器件性能参数
5.2 电致发光
5.2.1 器件结构
5.2.2 器件制备
5.2.3 器件性能参数
5.3 器件发展趋势
6. 低维半导体在薄膜晶体管中应用
6.1 器件结构
6.2 器件制备
6.3 器件工作原理
6.4 器件性能参数
6.5 发展趋势
7. 低维半导体在太阳能电池中应用
7.1 器件结构
7.2 器件制备
7.3 器件工作原理
7.4 器件性能参数
7.5 发展趋势
8. 低维半导体材料在激光器件中应用
8.1 器件结构
8.2 器件制备
8.3 器件工作原理
9.4 器件性能参数
10.5 发展趋势
9. 低维半导体材料在传感器中应用
9.1 器件结构
9.2 器件制备
9.3 器件工作原理
9.4 器件性能参数
9.5 发展趋势
10.低维半导体材料在光、电催化中应用
10.1 光、电催化应用简介
10.2 低维半导体材料在光、电催化中的优点
10.3 低维半导体材料光、电催化机理
11.光电器件现代测试、分析技术
11.1 光生载流子动力学分析测试手段
11.1.1仪器结构、工作原理
11.2 光电器件界面载流子动力学测试、分析手段
11.2.1仪器结构、工作原理

低维半导体基础及光电器件涉及材料学、工程学。本课程内容包括低维材料结构简介，低维材料制备，低维材料的光学特性、电学特性以及磁学特性；主要涉及半导体及其作为消光材料，载流子选择传输材料以及电极材料在光电领域应用，包括器件设计制作、器件性能表征。
通过本课程的教学，要求学生对低维半导体与其相关光电器件建立整体与全貌的认识，增加知识储备，提高自身综合素质；了解现有低维半导体分类、特性、应用范围及其与相关学科领域的关系，为正确合理选用光电特性材料奠定基础；把握高技术新型先进材料，了解先进低维材料与光电器件结合的发展新趋势，更好地投身于今后的学习、探索和科研工作。

适用学生：
全日制硕士    非全日制硕士    留学硕士    进修硕士    硕博连读    本科直博    全日制博士    留学博士    进修博士    在职专硕    其他    

预修课程：
预修课程:
大学物理，材料科学基础，材料物理基础，量子物理，固体物理

参考书目：
教材：
[1] 彭英才主编，低维半导体物理，国防工业出版社，2011.
参考书：
[1] 段雪主编，二维纳米复合氢氧化物，北京：科学出版社，2013.
[2] 陈永胜主编，新型二维碳纳米材料，北京：科学出版社，2013.

备注：