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第1篇

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體，超晶格，集成電路，電子器件

 

1.半導(dǎo)體材料的概念與特性

當今，以半導(dǎo)體材料為芯片的各種產(chǎn)品普遍進入人們的生活，如電視機，電子計算機，電子表，半導(dǎo)體收音機等都已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｋ豢扇鄙俚募矣秒娖鳌０雽?dǎo)體材料為什么在今天擁有如此巨大的作用，這需要我們從了解半導(dǎo)體材料的概念和特性開始。

半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類物質(zhì)，在某些情形下具有導(dǎo)體的性質(zhì)。半導(dǎo)體材料廣泛的應(yīng)用源于它們獨特的性質(zhì)。首先，一般的半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率隨溫度的升高迅速增大，各種熱敏電阻的開發(fā)就是利用了這個特性；其次，雜質(zhì)參入對半導(dǎo)體的性質(zhì)起著決定性的作用，它們可使半導(dǎo)體的特性多樣化，使得PN結(jié)形成，進而制作出各種二極管和三極管；再次，半導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì)會因光照引起變化，光敏電阻隨之誕生；一些半導(dǎo)體具有較強的溫差效應(yīng)，可以利用它制作半導(dǎo)體制冷器等；半導(dǎo)體基片可以實現(xiàn)元器件集中制作在一個芯片上，于是產(chǎn)生了各種規(guī)模的集成電路。這種種特性使得半導(dǎo)體獲得各種各樣的用途，在科技的發(fā)展和人們的生活中都起到十分重要的作用。

2.半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷程

半導(dǎo)體材料從發(fā)現(xiàn)到發(fā)展，從使用到創(chuàng)新，也擁有著一段長久的歷史。在20世紀初期，就曾出現(xiàn)過點接觸礦石檢波器。1930年，氧化亞銅整流器制造成功并得到廣泛應(yīng)用，使半導(dǎo)體材料開始受到重視。1947年鍺點接觸三極管制成，成為半導(dǎo)體的研究得到重大突破。50年代末，薄膜生長技術(shù)的開發(fā)和集成電路的發(fā)明，使得微電子技術(shù)得到進一步發(fā)展。60年代，砷化鎵材料制成半導(dǎo)體激光器，固溶體半導(dǎo)體材料在紅外線方面的研究發(fā)展，半導(dǎo)體材料的應(yīng)用得到擴展。1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研究成功，使得半導(dǎo)體器件的設(shè)計與制造從“雜志工程”發(fā)展到“能帶工程”，將半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用推向了一個新的領(lǐng)域。90年代以來隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，砷化鎵和磷化銦等半導(dǎo)體材料得成為焦點，用于制作高速、高頻、大功率及發(fā)光電子器件等；近些年，新型半導(dǎo)體材料的研究得到突破，以氮化鎵為代表的先進半導(dǎo)體材料開始體現(xiàn)出其超強優(yōu)越性，被稱為IT產(chǎn)業(yè)新的發(fā)動機。

3.各類半導(dǎo)體材料的介紹與應(yīng)用

半導(dǎo)體材料多種多樣，要對其進一步的學(xué)習(xí)，我們需要從不同的類別來認識和探究。通常半導(dǎo)體材料分為：元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、固溶體半導(dǎo)體、非晶半導(dǎo)體、有機半導(dǎo)體、超晶格半導(dǎo)體材料。不同的半導(dǎo)體材料擁有著獨自的特點，在它們適用的領(lǐng)域都起到重要的作用。

3.1元素半導(dǎo)體材料

元素半導(dǎo)體材料是指由單一元素構(gòu)成的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的材料，分布于元素周期表三至五族元素之中，以硅和鍺為典型。硅在在地殼中的含量較為豐富，約占25%，僅次于氧氣。硅在當前的應(yīng)用相當廣泛，它不僅是半導(dǎo)體集成電路、半導(dǎo)體器件和硅太陽能電池的基礎(chǔ)材料，而且用半導(dǎo)體制作的電子器件和產(chǎn)品已經(jīng)大范圍的進入到人們的生活，人們的家用電器中所用到的電子器件80%以上元件都離不開硅材料。鍺是稀有元素，地殼中的含量較少，由于鍺的特有性質(zhì)，使得它的應(yīng)用主要集中于制作各種二極管，三極管等。而以鍺制作的其他器件如探測器，也具備著許多的優(yōu)點，廣泛的應(yīng)用于多個領(lǐng)域。

3.2化合物半導(dǎo)體材料

通常所說的化合物半導(dǎo)體多指晶態(tài)無機化合物半導(dǎo)體，即是指由兩種或兩種以上元素確定的原子配比形成的化合物，并具有確定的禁帶寬度和能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體性質(zhì)。化合物半導(dǎo)體材料種類繁多，按元素在元素周期表族來分類，分為三五族（如砷化鎵、磷化銦等），二六族（如硒化鋅），四四族（如碳化硅）等。如今化合物半導(dǎo)體材料已經(jīng)在太陽能電池、光電器件、超高速器件、微波等領(lǐng)域占據(jù)重要的位置，且不同種類具有不同的性質(zhì)，也得到不同的應(yīng)用。。

3.3固溶體半導(dǎo)體材料

固溶體半導(dǎo)體材料是某些元素半導(dǎo)體或者化合物半導(dǎo)體相互溶解而形成的一種具有半導(dǎo)體性質(zhì)的固態(tài)溶液材料，又稱為混晶體半導(dǎo)體或者合金半導(dǎo)體。隨著每種成分在固溶體中所占百分比（X值）在一定范圍內(nèi)連續(xù)地改變，固溶體半導(dǎo)體材料的各種性質(zhì)（尤其是禁帶寬度）將會連續(xù)地改變，但這種變化不會引起原來半導(dǎo)體材料的晶格發(fā)生變化.利用固溶體半導(dǎo)體這種特性可以得到多種性能的材料。

3.4非晶半導(dǎo)體材料

非晶半導(dǎo)體材料是具有半導(dǎo)體特性的非晶體組成的材料，如α-硅、α-鍺、α-砷化鎵、α-硫化砷、α-硒等。。這類材料，原子排列短程有序，長程無序，又稱無定形半導(dǎo)體，部分稱作玻璃半導(dǎo)體。非晶半導(dǎo)體按鍵合力的性質(zhì)分為共價鍵非晶半導(dǎo)體和離子鍵非晶半導(dǎo)體兩類，可用液相快冷方法和真空蒸發(fā)或濺射的方法制備。在工業(yè)上，非晶半導(dǎo)體材料主要用于制備像傳感器、太陽能電池薄膜晶體管等非晶半導(dǎo)體器件。

3.5有機半導(dǎo)體材料

有機半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間，具有熱激活電導(dǎo)率且電導(dǎo)率在10-10～100S·cm的負一次方范圍內(nèi)的有機物，如萘蒽、聚丙烯和聚二乙烯苯以及堿金屬和蒽的絡(luò)合物等.其中聚丙烯腈等有機高分子半導(dǎo)體又稱塑料半導(dǎo)體。有機半導(dǎo)體可分為有機物、聚合物和給體-受體絡(luò)合物三類。相比于硅電子產(chǎn)品，有機半導(dǎo)體芯片等產(chǎn)品的生產(chǎn)能力較差，但是擁有加工處理更方便、結(jié)實耐用、成本低廉的獨特優(yōu)點。目前，有機半導(dǎo)體材料及器件已廣泛應(yīng)用于手機，筆記本電腦，數(shù)碼相機，有機太陽能電池等方面。

3.6超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料

超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料是指按所需特性設(shè)計的能帶結(jié)構(gòu)，用分子束外延或金屬有機化學(xué)氣相沉積等超薄層生產(chǎn)技術(shù)制造出來的具有各種特異性能的超薄膜多層結(jié)構(gòu)材料。由于載流子在超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體中的特殊運動，使得其出現(xiàn)許多新的物理特性并以此開發(fā)了新一代半導(dǎo)體技術(shù)。。當前，對超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用依然在研究之中，它的發(fā)展將不斷推動許多領(lǐng)域的提高和進步。

4.半導(dǎo)體材料的發(fā)展方向

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和各種電子器件、產(chǎn)品等要求不斷的提高，半導(dǎo)體材料在未來的發(fā)展中依然起著重要的作用。在經(jīng)過以Si、GaAs為代表的第一代、第二代半導(dǎo)體材料發(fā)展歷程后，第三代半導(dǎo)體材料的成為了當前的研究熱點。我們應(yīng)當在兼顧第一代和第二代半導(dǎo)體發(fā)展的同時，加速發(fā)展第三代半導(dǎo)體材料。目前的半導(dǎo)體材料整體朝著高完整性、高均勻性、大尺寸、薄膜化、集成化、多功能化方向邁進。隨著微電子時代向光電子時代逐漸過渡，我們需要進一步提高半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的研究，開創(chuàng)出半導(dǎo)體材料的新領(lǐng)域。相信不久的將來，通過各種半導(dǎo)體材料的不斷探究和應(yīng)用，我們的科技、產(chǎn)品、生活等方面定能得到巨大的提高和發(fā)展！

參考文獻

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[4]半導(dǎo)體技術(shù)天地.2ic.cn/html/bbs.html.

第2篇

【關(guān)鍵詞】半導(dǎo)體材料；發(fā)展；現(xiàn)狀

半導(dǎo)體材料這一概念第一次被提出是在二十世紀，被維斯和他的伙伴考尼白格首次提及并使用，半導(dǎo)體材料從那時起便不斷的進步發(fā)展，伴隨著現(xiàn)代化的生活方式對一些數(shù)字產(chǎn)品的應(yīng)用需求，社會對半導(dǎo)體材料推出了更高的要求，這使得半導(dǎo)體材料得到了飛躍性的發(fā)展【1】。本篇論文就半導(dǎo)體材料的概念性理解，半導(dǎo)體材料的歷史性發(fā)展，新一代半導(dǎo)體材料的舉例以及發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀等方面展開了基本論述，談?wù)撐覈诎雽?dǎo)體材料這一領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展的實際情形。

1.對半導(dǎo)體材料的概念性理解

對半導(dǎo)體材料的理解不能脫離當今二十一世紀這個有著高需求和高速度特點的時代，這個時代同時也是崇尚環(huán)保觀念，倡導(dǎo)能源節(jié)約的時代，因此新的信息時代下半導(dǎo)體的發(fā)展要脫離以往傳統(tǒng)的發(fā)展模式，向新的目標邁進。

首先，我們要了解什么是半導(dǎo)體材料，這將為接下來的論述打下概念性的基礎(chǔ)。眾所周知，氣體，液體，固體等狀態(tài)都可稱之為物質(zhì)的存在狀態(tài)，還有一些絕緣體，絕緣體是指導(dǎo)熱性或者導(dǎo)電性較差的物質(zhì)，比如陶瓷和琥珀，通常把F，銀，金，銅等導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性較好的一類物質(zhì)成為導(dǎo)體，所以顧名思義，半導(dǎo)體既不屬于絕緣體，也不屬于導(dǎo)體，它是介于導(dǎo)體和絕緣體性質(zhì)之間的一種物質(zhì)【2】。半導(dǎo)體沒有導(dǎo)體和絕緣體發(fā)現(xiàn)的時間早，大約在二十世紀三十年代左右才被發(fā)現(xiàn)，這也是由于技術(shù)原因，因為鑒定物質(zhì)的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的技術(shù)到了一定的時期才得到發(fā)展，而且對半導(dǎo)體材料的鑒定需要利用到提純技術(shù)，因此，當對物質(zhì)材料的提純技術(shù)得到升級到一定水平之后，半導(dǎo)體的存在才真正意義上在學(xué)術(shù)界和社會上被認可。

2.半導(dǎo)體材料的歷史發(fā)展及早期應(yīng)用

對半導(dǎo)體材料的現(xiàn)代化研究離不開對這一材料領(lǐng)域的歷史性探究，只有知道半導(dǎo)體材料是怎樣，如何從什么樣的情形下發(fā)展至今的，才能對當今現(xiàn)代半導(dǎo)體材料形成完整的認識體系。對半導(dǎo)體材料的接觸雛形是先認識到了半導(dǎo)體材料的四個特性。論文接下來將會具體介紹，并對半導(dǎo)體材料早期應(yīng)用做出詳細解釋。

2.1半導(dǎo)體材料發(fā)現(xiàn)之初的特性

半導(dǎo)體材料第一個被發(fā)現(xiàn)的特性，在一般的情況之下，金屬材料的電阻都是隨著溫度的升高而增加的，但是巴拉迪，這位英國的科學(xué)研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)硫化銀這一物質(zhì)的電阻隨著溫度的升高出現(xiàn)了降低的情況，這就是對半導(dǎo)體材料特性的首次探索，也是第一個特性。

半導(dǎo)體材料的第二個特性是由貝克萊爾，一位偉大的法國科學(xué)技術(shù)研究者發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)和半導(dǎo)體接觸之后形成的結(jié)會在施加光照條件之下產(chǎn)生一個電壓，這是后來人們熟知的光生伏特效應(yīng)的前身，也是半導(dǎo)體材料最初被發(fā)現(xiàn)的第二個特性。

半導(dǎo)體材料的第三個特性是由德國的科學(xué)研究學(xué)者布勞恩發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)一些硫化物的電導(dǎo)和所加電場的方向有著緊密的聯(lián)系，也就是說某些硫化物的導(dǎo)電是有方向性的，如果在兩端同時施加正向的電壓，就能夠互相導(dǎo)通，如果極性倒置就不能實現(xiàn)這一過程，這也就是我們現(xiàn)在知道的整流效應(yīng)，也是半導(dǎo)體材料的第三個特性。

半導(dǎo)體材料的第四個特性是由英國的史密斯提出的，硒晶體材料在光照環(huán)境下電導(dǎo)會增加，這被稱作光電導(dǎo)效應(yīng)，也是半導(dǎo)體材料在早期被發(fā)現(xiàn)的第四個特性【3】。

2.2半導(dǎo)體材料在早期的應(yīng)用情況

半導(dǎo)體材料在早期被應(yīng)用在一些檢測性質(zhì)的設(shè)備上，比如由于半導(dǎo)體材料的整流效應(yīng)，半導(dǎo)體材料被應(yīng)用在檢波器領(lǐng)域。除此之外，大家熟知的光伏電池也應(yīng)用了早期的半導(dǎo)體材料，還有一些紅外探測儀器，總之，早期被發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體材料的四個重要的特性都被應(yīng)用在了社會中的各個領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料得到初步的發(fā)展。

直到晶體管的發(fā)明，使得半導(dǎo)體材料在應(yīng)用領(lǐng)域被提升到一個新的高度，不再僅僅是應(yīng)用在簡單的檢測性質(zhì)的設(shè)備中或者是電池上，晶體管的發(fā)明引起了電子工業(yè)革命，在當今來看，晶體管的發(fā)明并不僅僅只是帶來了這一電子革命，最大的貢獻在于它改變著我們的生活方式，細數(shù)我們現(xiàn)在使用的各種電器產(chǎn)品，都是有晶體管參與的。因此晶體管的發(fā)明在半導(dǎo)體材料的早期應(yīng)用發(fā)展上有著舉足輕重的位置，同時也為今后半導(dǎo)體材料的深入發(fā)展做足了準備，具有里程碑式的意義與貢獻【4】。

3.現(xiàn)代半導(dǎo)體材料的發(fā)展情況

以上論文簡單的介紹了半導(dǎo)體材料以及其早期的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，接下來就要具體探討第三代半導(dǎo)體材料這一新時代背景下的產(chǎn)物。第三代半導(dǎo)體材料是在第一和第二代半導(dǎo)體材料的發(fā)展基礎(chǔ)之上衍生出的更加適應(yīng)時代要求和社會需要的微電子技術(shù)產(chǎn)物。本篇論文接下來將介紹我國半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的發(fā)展情況，并介紹一些新型的半導(dǎo)體材料的應(yīng)用與發(fā)展情況。

3.1我國半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的發(fā)展情形

半導(dǎo)體材料的發(fā)展屬于微電子行業(yè)，針對我國的國情和社會現(xiàn)狀，我國微電子行業(yè)的發(fā)展不能急于求成，這將會是一個很復(fù)雜的過程，也必定是一個長期性的工程。從現(xiàn)在半導(dǎo)體材料發(fā)展的情況來看，想要使半導(dǎo)體材料更加滿足受眾的需求，關(guān)鍵要在技術(shù)層面上尋求突破。我國大陸目前擁有的有關(guān)半導(dǎo)體材料的技術(shù)，比如IC技術(shù)還只能達到0.5微米，6英寸的程度，相較于國際上的先進水平還有較大的差距。

雖然我國目前在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的發(fā)展水平與國際先進水平存在著較大的差距，但是這也同時意味著我國在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域有著更大的發(fā)展空間和更好的前景，而且當今不論是國內(nèi)環(huán)境還是國際環(huán)境，又或者是政治環(huán)境影響下的我國的綜合性發(fā)展方面而言，對中國微電子行業(yè)半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展還是十分有利的，相信我國在半導(dǎo)體材料這一領(lǐng)域一定會在未來有長足的發(fā)展。

3.2新型半導(dǎo)體材料的發(fā)展介紹

前文提到，第三代半導(dǎo)體材料如今已經(jīng)成為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的主要發(fā)展潮流，論文接下來將會選取幾種關(guān)鍵的三代半導(dǎo)體材料展開論述。

第一種是碳化硅材料。它屬于一種硅基化合物半導(dǎo)體材料，這一類材料的優(yōu)越性體現(xiàn)在其較其他種類半導(dǎo)體材料有著更強的熱導(dǎo)性能。因此被應(yīng)用在廣泛的領(lǐng)域，比如軍工領(lǐng)域，，也會被應(yīng)用在太陽能電池，衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。

第二種是氧化鋅材料。氧化鋅材料被廣泛的應(yīng)用到了傳感器和光學(xué)材料領(lǐng)域中，這是因為它具備一些關(guān)鍵性的特性，集成度高，靈敏度高，響應(yīng)速度快等，這些特征恰恰是傳感等應(yīng)用范圍廣泛的領(lǐng)域中所看中的關(guān)鍵點，不僅如此，氧化鋅半導(dǎo)體材料不僅性能好，而且這類材料的原料豐富，所以價格低廉，還具有較好的環(huán)保性能【5】。

4.結(jié)語

近年來，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)得到了飛躍式的發(fā)展，被越來越廣泛的應(yīng)用到人們的日常生活中，而支撐這一產(chǎn)業(yè)的核心材料正是以碳化硅等半導(dǎo)體材料為主的某些微電子材料，半導(dǎo)體材料利用下的各項技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)占領(lǐng)者新的戰(zhàn)略高地。我國半導(dǎo)體材料領(lǐng)域雖然起步晚，發(fā)展水平較國際水平有差距，但是前景光明，尤其是第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)和應(yīng)用，在人們的生活中有著更加廣泛和有建設(shè)性的應(yīng)用，改變著人們的生活方式，不斷推動著半導(dǎo)體材料的發(fā)展。

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第3篇

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體材料；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）10-0085-02

材料是人類文明的里程碑，其中半導(dǎo)體材料更是現(xiàn)代高科技的基礎(chǔ)材料。近年來，半導(dǎo)體材料在國民經(jīng)濟和前沿科學(xué)研究中扮演越來越重要的角色，引起了社會的廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體材料作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課，主要是通過研究學(xué)習(xí)Si、Ge、砷化鎵等為代表的半導(dǎo)體材料的性質(zhì)、功能，內(nèi)容涉及晶體生長、化學(xué)提純、區(qū)熔提純等半導(dǎo)體材料的生長制備方法及半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)、缺陷和性能的分析和控制原理。隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，該學(xué)科也更新?lián)Q代加快，形成了一些新的理論和概念。為了進一步提高對半導(dǎo)體材料課程的教學(xué)質(zhì)量，我們借鑒國內(nèi)外大學(xué)先進的教學(xué)理念，對該課程存在的問題進行了總結(jié)，并提出了新的教學(xué)改革。

一、課程存在的問題

在半導(dǎo)體材料課程的教學(xué)實踐過程中，存在諸多的問題，例如該課程教材包含的內(nèi)容非常寬泛，理論強且概念多而抽象；部分內(nèi)容與其他課程的重復(fù)性相對較高，使得學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣；更主要的是教材內(nèi)容大多注重理論，而忽視了實踐的重要性，缺少對前沿科學(xué)知識的相關(guān)介紹。此外，目前傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法主要是簡單的教師講述或者板書課件的展示形式，學(xué)生被動地接受知識，部分學(xué)生只能通過死記硬背的方式來記住教師所傳授的基礎(chǔ)理論知識，長此以往，只會加重學(xué)生對該課程的厭學(xué)情緒。此等只會與因材施教背道而馳，扼殺學(xué)生的個性和學(xué)習(xí)的自主性，不利于培養(yǎng)創(chuàng)造新型科學(xué)性專業(yè)型人才。

二、課程改革的必要性

《半導(dǎo)體材料》課程以介紹半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論為目的，從常見半導(dǎo)體的性質(zhì)，揭示不同半導(dǎo)體材料性能和制備工藝之間的關(guān)系，全面闡述各半導(dǎo)體材料的共性基礎(chǔ)知識與其各自適應(yīng)用于的領(lǐng)域。在當今信息時代科技的飛速發(fā)展中，只有結(jié)合理論和實踐才能發(fā)揮半導(dǎo)體的最大效用，才能更有效地掌握其深度和廣度，這些對后續(xù)課程的實施也有著一定的影響。作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實踐能力和職業(yè)技能，以適應(yīng)當今社會的發(fā)展。針對以上存在的問題，半導(dǎo)體材料的教學(xué)改革迫在眉睫。由此才可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，調(diào)動和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，使得我們所學(xué)知識真正為我們所用。

三、教學(xué)內(nèi)容的改革

1.內(nèi)容的改革。對傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料教學(xué)內(nèi)容的改革，從根本上來看最重要的是引入前沿知識，實現(xiàn)內(nèi)容的創(chuàng)新，并且使得理論聯(lián)系實際。下圖是目前我校的半導(dǎo)體材料的基本內(nèi)容，如下：

目前我校的半導(dǎo)體材料課程內(nèi)容主要由以上幾個部分組成，其中A、B兩部分的內(nèi)容為重要部分，整個學(xué)期都在學(xué)習(xí)；而C部分相對來說比較次要，在學(xué)習(xí)過程中大概講述一至兩種半導(dǎo)體材料，剩下的部分屬于自學(xué)部分，也不在考試范圍內(nèi)；至于專業(yè)課的實驗，也相對較少且沒有代表性。該課程是在大三上學(xué)期開設(shè)的，對于處于這個階段的學(xué)生來說，面臨這考研或就業(yè)的選擇與準備過程中。所以作為一門專業(yè)課，除了注重半導(dǎo)體材料的特性、制備和應(yīng)用方面的知識外，更重要的是半導(dǎo)體材料的應(yīng)用領(lǐng)域和研究現(xiàn)狀相結(jié)合，增加其實用性，不管對考研，還是就業(yè)的同學(xué)來說，都有一定的幫助。對于改革后的教學(xué)內(nèi)容，除了增加對圖1中C部分的重視度，其次，應(yīng)增加各模塊：目前半導(dǎo)體材料的熱點應(yīng)用領(lǐng)域及研究現(xiàn)狀。還有圖1中的A、B部分可適當?shù)販p少，因為在其他的專業(yè)課程都有學(xué)習(xí)過，對于重復(fù)的知識鞏固即可，沒必要再重點重復(fù)學(xué)習(xí)。對于實驗課，相對于實驗室來說，能夠操作的實驗往往沒有多大的挑戰(zhàn)性，有條件的話能夠進入相關(guān)企業(yè)觀摩，身臨其境的感受有意義得多。

在實際的課程教學(xué)過程中，除了學(xué)習(xí)常見半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷史和研究方法外，介紹一些新型的半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用領(lǐng)域，例如半導(dǎo)體納米材料、光電材料、熱電材料、石墨烯、太陽能電池材料等，使學(xué)生能夠區(qū)分不同半導(dǎo)體各自的優(yōu)缺點；除了介紹晶體生長、晶體缺陷類型的判定及控制的理論知識外，介紹幾種生產(chǎn)和科研中常見的材料檢測方法，如X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紅外光譜儀、熒光光譜等。此外，還可以介紹當前國內(nèi)外的半導(dǎo)體行業(yè)的現(xiàn)狀和科技前沿知識，讓學(xué)生清楚半導(dǎo)體行業(yè)存在的一些問題需要他們?nèi)ネ瓿桑约ぐl(fā)學(xué)生的使命感和責任感。在講授各種外延生長的設(shè)備和原理時，應(yīng)介紹一些相關(guān)的科學(xué)研究工作，如真空鍍膜、磁控濺射等。另外，可以以專題的形式，介紹一些前沿內(nèi)容，如半導(dǎo)體納米材料、石墨烯方面的研究進展和應(yīng)用前景等，拓寬學(xué)生的知識面，以激發(fā)學(xué)生的研究興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

2.教材參考書的選擇。《半導(dǎo)體材料》課程內(nèi)容較多，不同的教材的側(cè)重點不一樣，所以僅僅學(xué)習(xí)教材上的內(nèi)容往往不夠，所以根據(jù)課程的改革要求和《半導(dǎo)體材料》課程自身的特點，需要與本課程密切相關(guān)的、配套齊全的參考教程，例如半導(dǎo)體器件物理（第二版）、微電子器件與IC設(shè)計基礎(chǔ)（第二版）、半導(dǎo)體器件原理等。

四、教學(xué)方法的改革

由于傳統(tǒng)的教學(xué)觀念的影響，半導(dǎo)體材料課程的仍是以板書課件為主的傳統(tǒng)的教學(xué)方法。這種單一枯燥的教學(xué)方式忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主觀能動性，極大地阻礙了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，該課程的考核方式單一，以期末考試為主，一定程度使學(xué)生養(yǎng)成了為考試而學(xué)的心態(tài)，對所學(xué)知識死記硬背，沒有做到真正的融會貫通、學(xué)以致用的目的。大部分學(xué)生以修學(xué)分為目的，期末考試后對所學(xué)知識所知無幾，學(xué)一門丟一門的心態(tài)，嚴重影響了教學(xué)效果，更重要的對學(xué)生今后的研究和工作沒有任何的幫助。可見，對這種灌輸知識的教學(xué)方式和考核機制的改革迫在眉睫。在教學(xué)過程中采用小組式討論，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，專題式講解，實驗教學(xué)等多種教學(xué)方式，將有益于改善教學(xué)效果。

1.小組討論式教學(xué)。為了充分發(fā)揚學(xué)生的個性特點和體現(xiàn)教學(xué)的人性化，使得學(xué)生真正成為主體，必須提供新穎、易于討論的課程環(huán)境，從而培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的意識和能力。小組討論式教學(xué)模式就很好地體現(xiàn)了這一點，在小組討論中，可以使學(xué)生發(fā)表自己所思所想，相互學(xué)習(xí)，集思廣益，取長補短。教師在教學(xué)過程中應(yīng)鼓勵學(xué)生質(zhì)疑的精神，使其敢于突破傳統(tǒng)，思維獨到，鼓勵學(xué)生在錯誤中積累寶貴經(jīng)驗；給予學(xué)生正能量，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，營造輕松、積極的課堂環(huán)境。

2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。在多媒體盛行的時代，開放式、多媒體式教學(xué)方式備受關(guān)注，即建設(shè)一個融入教師教和學(xué)生學(xué)為一體的、便于師生互動的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上可以提供各種學(xué)習(xí)輔助資料和學(xué)習(xí)支持服務(wù)。例如一對一的視頻輔導(dǎo)、課堂直播、網(wǎng)上答疑、學(xué)習(xí)論壇、名師講解等形式。學(xué)生可根據(jù)自身的學(xué)習(xí)愛好和學(xué)習(xí)習(xí)慣自主選擇學(xué)習(xí)時間。通過這種便利的人機交互學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)者提供了一個針對性強、輔助有利、溝通及時、互動充分、獨立自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，同時提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。

3.專題式講解。半導(dǎo)體材料課程包含的內(nèi)容很廣泛，有許多的分支；由于教學(xué)內(nèi)容的增多，往往會給學(xué)生造成錯亂，理不清思緒。專題式講解是更系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)過程有條不紊。專題式講解既可以由教師主講，也可以由學(xué)生自己學(xué)習(xí)整理，再以PPT的形式將所學(xué)所思講給同學(xué)聽。既鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力，又鍛煉了學(xué)生的口語和實踐能力。

4.實驗教學(xué)。實驗是一種提高學(xué)生感性認識的有效手段，實驗教學(xué)將有助于學(xué)生深入理解所學(xué)理論知識，并在實驗中應(yīng)用相關(guān)理論，為學(xué)生獲得新的理論知識打下良好的基礎(chǔ)。例如，可以通過實踐教學(xué)方法來傳授半導(dǎo)體材料的生長制備、結(jié)構(gòu)表征、性能測試以及應(yīng)用等方面的知識。合理安排實驗，通過在實驗設(shè)計過程中制定實驗方案、實驗操作、實驗報告或論文撰寫等環(huán)節(jié)，不僅提高了學(xué)生的動手能力，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也起到極大的促進作用。對實驗過程中出現(xiàn)的實驗偏差、操作失誤、環(huán)境改變等對實驗結(jié)果的影響分析，為將來的科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。此外，建立校企合作新機制，依托企業(yè)、行業(yè)、地方政府在當?shù)亟⒍鄠€學(xué)生教學(xué)實習(xí)基地，為加強實踐教學(xué)提供有力支撐，讓學(xué)生有實地模擬學(xué)習(xí)的機會，提高教學(xué)效果，增強學(xué)習(xí)興趣。

五、結(jié)論

《半導(dǎo)體材料》課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)課程。半導(dǎo)體材料課程的教學(xué)改革，對提高材料專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量具有一定的意義。依據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，及時更新教學(xué)內(nèi)容改革教學(xué)方法，因材施教。同時在教學(xué)實踐中，我們將半導(dǎo)體材料的新理論、新應(yīng)用和一些科學(xué)研究成果引入到教學(xué)內(nèi)容當中，處理好基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性、先進性、經(jīng)典和現(xiàn)代的關(guān)系，加強理論聯(lián)系實際的教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，有利于提高教學(xué)質(zhì)量，加強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)出具有扎實理論基礎(chǔ)、較強的實踐能力的應(yīng)用技術(shù)型人才和一定科研能力的研究型人才。

參考文獻：