凝聚态物理
（070205）
● 培养方案
（一）培养目标和要求
1、努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品德良好，学风严谨，具有较强的事业心和献身精神，积极为社会主义现代化建设服务。
2、掌握坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识，能将物理理论与实际问题关联起来的、具有理论与实践相结合能力的研究与应用性专业人才。
3、积极参加体育锻炼，身体健康。
4、硕士应达到的要求：
(1)掌握本学科的基础理论和相关学科的基础知识，有较强的自学能力，及时跟踪学科发展动态。
(2)具有项目组织综合能力和团队工作精神，具有一定的公关能力及和谐的人际关系。
(3)具有强烈的责任心和敬业精神。
(4)广泛获取各类相关知识，对科技发展具有敏感性。
(5)有扎实的英语基础知识，能流利阅读专业文献，有较好的听说写译综合技能。
5、本专业的主要学习内容有：高等量子力学，群论，统计物理和多体理论，量子场论，固体物理，光电子物理，计算机应用，专业英语等课程，另外还要参加教学实习，全国性学术交流会议，撰写毕业论文等实践环节。硕士生毕业可以继续深造攻读博士学位，或在相关企事业任职。
（二）研究方向
1、 光电子物理，主要导师：石旺舟教授，杜国平教授，黄磊教授, 谢东珠副教授，秦晓梅副教授
2、 计算凝聚态理论，主要导师：叶翔副教授
3、 极化材料与器件，主要导师：刘爱云副教授, 林方婷副教授
（三）学制
三年（特殊情况下可以适当延长或缩短）
（四）课程设置与学分要求
1、必修课程：
（1）学位公共课程：（每门课程2学分）
科学社会主义理论与实践Theory and Practice of Scientific Socialism
自然辩证法 Dialectics of Nature
第一外国语 First Foreign Language
（2）学位基础课：（每门课程3学分，选四门）
高等量子力学 Advanced Quantum Mechanics
群论 Group Theory
统计物理与多体理论 Statistical Physics and Multibody Theory
高等固体物理 Solid State Physics
量子场论 Quantum Field Theory
（3）学位专业课：（除专业外语2学分外，其他每门课程3学分）
专业外语 Specialized Foreign Language
微电子器件物理 Microelectronic Device Physics
光电子学 Optoelectronics
半导体物理 Semiconductor Physics
专业计算机编程 Computer Programming
【注】专业外语为必选课程。每个学生根据不同研究方向还需选择其他两门或两门以上的课程。
2、选修课程：
薄膜物理 Thin Film Physics
微电子制造技术 Microelectronics Manufacturing Technology
材料物理性能与分析 Physical Properties of Materials
铁电物理学 Ferroelectricity Physics
信息光学 Information Optics
固体电子材料与器件solid-state electronic materials and devices
【注】每个学生根据不同研究方向需选择两门或两门以上的课程。
（3）讨论班与论文选读 （是否开课由导师决定）
【注】学生可根据导师安排选修其他相关学科的课程，并按专业选修课计算学分。
（五）培养方式与考核方式
学位基础课和学位专业课以教师讲授为主，少数内容可以在教师指导下由学生轮流报告。专业选修课采用教师讲授与学生报告相结合的方法，以学生报告为主，逐步减少教师的讲授内容。从二年级开始，根据各研究方向，学生在导师指导下查阅和报告有关文献，开展专题讨论，在此基础上形成毕业论文题目，并围绕该题目进行研究，最后完成毕业论文，进一步提高学生科研能力和创新意识。
课程考核分考试与考查两种方式，可采用笔试/口试、闭卷/开卷、撰写论文、完成项目等形式进行。必修课程原则上都要进行笔试。
研究生课程的成绩由平时成绩和期末考试成绩综合评定。考试成绩采用百分制记录，也可以分优（90分-100分）、良（80分-89分）、中（70分-79分）、及格（60分-69分）、不及格五等；考查成绩以合格、不合格记。
撰写论文，以优、良、中、及格、不及格五级计算成绩。
（六）学位论文撰写与答辩
1、研究生在撰写论文之前，必须经过认真的调查研究，阅读大量的文献资料，了解本人主攻方向的历史和现状，在此基础上酝酿学位论文选题。
2、第四学期末，在导师指导下确定选题，写出开题报告，并经教研室有关专家论证。开题报告需包含：论题；论文的基本构思或大纲；论题的学术意义和现实意义；已阅读过的和准备阅读的资料；疑点和难点等。
3、论文的选题和内容应具有一定理论价值和应用价值，有一定的创意和前沿性。
4、论文送审与答辩
（1）论文送审，硕士学位论文至少校内外各1位具有副教授及以上职称专家评阅：如果参加盲检，论文还需各聘请1名校内与校外专家评阅；否则，只需请1名校内专家评阅（由学位点安排）。第六学期中期（3月中旬-4月初）经导师同意由研究生登陆指定网站查看自己是否参加盲审。
（2）盲审结束后无异议则进入答辩阶段（每年的5月下旬进行）。
（3）答辩委员会由3-5名与选题有关的教授（或研究员）、副教授（或副研究员）组成。答辩委员会推举一名答辩主席，答辩人的导师和副导师不能担任答辩主席。答辩后由答辩委员会投票表决，答辩主席在答辩决议书上签字。
5、学位授予
论文在获三分之二（或以上）答辩委员通过后，答辩委员会可建议授予答辩人所申请的学位。
（七）教学大纲
☆ 高等量子力学
（一）教学目的和要求
本课程为理论物理专业硕士研究生的学位课程。量子力学是现代高科技不可或缺的，还在不断发展的一门基础学科。本课程是在本科已学过的量子力学基础上的加深课程。通过此课程的教学，使研究生在本科阶段具备的初步量子力学知识和技能的基础上，加宽加深对量子力学基本思想、基本内容和基本应用的认识和能力。学会从微观角度来认识物质结构及相关规律，并用它做武器来解决一些未知问题。
（二）基本教学内容
第一章 量子力学与经典力学的关系
§1.1 对应原理
§1.2 Possion括号
§1.3 WKB近似
§1.4 中心力场中粒子的准经典近似
§1.5 Schroedinger方程与Jacobi-Hamilton方程的关系，力学与光学的相似性
第二章 路径积分
§2.1 传播子
§2.2 路径积分的基本思想
§2.3 路径积分的计算方法
§2.4 Feyman 路径积分理论与Schroedinger波动方程等价
§2.5 路径积分理论的规范不变性，Aharonov-Bohm效应
第三章 二次量子化
§3.1 粒子数表象，粒子产生与湮灭算式
§3.2 Bose子单体和二体算符的表示式
§3.3 Fermi子单体和二体算符的表示式
§3.4 坐标表象
第四章 散射的形式理论
§3.1 相互作用表象中态随时间的演化
§3.2 微扰论展开
§3.3 散射矩阵
§3.4 S矩阵的微扰论展开
§3.5 散射截面
§3.6 分波法
第五章 角动量理论
§3.1 转动算符的矩阵表示
§3.2 陀螺的转动
§3.3 不可约张量Winger-Eckart定理
第六章 相对论量子力学
§3.1 Klein-Gordon方程
§3.2 Dirac方程
§3.3 自由电子的平面波解
§3.4 电磁场中电子的Dirac方程与非相对论极限
§3.5氢原子光谱的精细结构
第七章 量子体系的对称性
§3.1 守恒量与对称量
§3.2 量子态的分类与对称性
§3.3 能级简并度与对称性的关系
§3.4 对称性在简并微扰中的应用
第八章 时间反演
§3.1 时间反演态与时间反演算符
§3.2 时间反演不变性
§3.3 力学量的分类与矩阵元的计算
（三）主要参考资料
《量子力学》（卷Ⅱ）第二版，曾谨言，科学出版社，1997年。
《量子力学习题精选与剖析》，钱伯初、曾谨言，科学出版社，1995年。
《高等量子力学》，喀兴林，高等教育出版社，1999年。
《量子力学》（第二卷），（法）A.梅西亚，科学出版社，1986年。
《量子力学原理》，P.A.M.狄拉克， 科学出版社，1979年。
《量子力学》，苏如铿，复旦大学出版社，1997年。
（四）总时数： 72学时
（五）考核方式：考试
☆ 群论
（一）教学目的和要求
本课程为理论物理专业硕士研究生的学位课程。本课程在阐明拓扑、张量、流形等近似代数方法的基础上，着重讲解群论与群表示论以及它们在量子力学、粒子物理、固体物理以及原子和原子核物理等学科中的应用，目的在于使研究生把它作为一种新的数学工具，为解决研究课题中的相关问题服务。要求研究生掌握群论的基本知识与应用技能，在课题研究需要之时能够用群论这种数学工具来解决问题。
（二）基本教学内容
第一章 集合论
§1.1 集合概念
§1.2 集合运算
§1.3 集合影射
§1.4 集合关系
第二章 群论基础
§2.1 群的定义
§2.2 子群和陪集
§2.3 共轭群
§2.4 不变子群与商群
§2.5 同态与同构
§2.6 直积群
第三章 代数系和数系
§3.1 数系
§3.2 向量空间
§3.3 体上的代数
第四章 向量空间的理论
§4.1 商空间
§4.2 对偶空间
§4.3 内积空间
§4.4 不变子空间
§4.5 张量空间
第五章 群表示论
§5.1 可约和不可约
§5.2 商表示
§5.3 重要定理
§5.4 群论和量子力学
第六章 拓扑和流形
§6.1 定义
§6.2 连续映射
§6.3 连通性
§6.4 流形
§6.5 流形上的张量场
第七章 SO（2），SO（3），SU（2）群及其应用
§7.1 张量
§7.2 旋量
§7.3 A型李代数
§7.4 C-G系数
§7.5 W-E定理
§7.6 选择定则
第八章 晶体群及其应用
§8.1 欧几里德群
§8.2 点群
§8.3 格群
§8.4 布喇菲格子
§8.5 空间群
第九章 对称群及其应用
§9.1 对称群的共轭结构
§9.2 不可约表示
§9.3 分歧律
§9.4 Young氏图形
第十章 Lorents群及其表示
§10.1 定义
§10.2 覆盖群SL（2，c）
§10.3 旋量
§10.4 旋量方程
第十一章 李群和李代数
§11.1 定义
§11.2 李群的李代数
§11.3 伴随表示
§11.4 典型群及其表示论
第十二章 应用实例
§12.1 各向同性谐振子
§12.2 氢原子
§12.3 费米子与壳层结构
§12.4 八重态与夸克模型
（三）主要参考资料
《对称群及其应用》，W.Miller著，栾德怀、冯承天等译，科学出版社，1981年。
《典型群及其在物理上的应用》，B.G.Wybourne，科学出版社，1982年。
《从理论物理到数学结论》，L.E.H.Trainor等著，冯承天等译，科学出版社，1987年。
《物理学中的几何方法》，余杨政，冯承天，高等教育出版社，1998年。
（四）总时数： 72学时
（五）考核方式：考试
☆ 量子统计与多体理论
（一）教学目的和要求
本课程为理论物理专业硕士研究生的学位课程。本课程的目的是使学生对量子统计物理学的理论方法和研究对象有一个系统的理解，并对这一领域当前的发展有一定的了解，为日后进一步学习有关专题课程和从事相关的科学研究工作打下良好的基础。
（二）基本教学内容
第一章 量子统计系综的基本原理
§1.1 经典统计系综理论的回顾
§1.2 量子统计系综理论
§1.3 量子刘维方程
§1.4 密度算符的薛定锷绘景和海森伯绘景
第二章 量子统计热力学
§2.1 平衡态量子统计系综
§2.2 密度矩阵的计算
§2.3 密度矩阵的布洛赫方程及其微扰展开
§2.4 热力学等式
§2.5 量子系统中的涨落
§2.6 热力学极限
§2.7 量子统计系综的热力学等价性
§2.8 热力学第三定律的统计解释
§2.9 量子统计的经典极限
第三章 近独立子系所组成的系统
§3.1 量子统计描写
§3.2 密度矩阵和配分函数
§3.3 用巨正则系综讨论理想气体
§3.4 理想玻色气体的性质
§3.5 理想费米气体的性质
第四章 非理想气体理论 —— 集团展开法
§4.1 买厄的经典非理想气体理论
§4.2 量子非理想气体的第二维里系数
§4.3 量子集团展开
第五章 量子流体
§5.1 元激发
§5.2 液4He的性质
§5.3 朗道超流理论
§5.4 简并近理想玻色气体（排斥势），波戈留波夫变换
§5.5 朗道的正常费米液体理论
§5.6 简并近理想费米气体（排斥势）
§5.7 超流费米液体
第六章 相变理论-Ⅰ
§6.1 Ising模型
§6.2 Bragg-Williams近似
§6.3 Bethe近似
§6.4 Ising模型的其他应用
§6.5 Ising模型的严格解
§6.6 杨—李相变理论
第七章 相变理论-Ⅱ
§7.1 临界点附近的涨落、关联长度
§7.2 序参数，临界指数
§7.3 临界现象的标度理论
§7.4 坐标空间重整化群
§7.5 高斯模型及其严格解
§7.6 动量空间重整化群
第八章 趋向平衡的过程
§8.1 刘维定理和彭加勒周期
§8.2 H定理
§8.3 Ehrenfest模型
（三）主要参考资料
《量子统计物理学》，北大物理系编写组，北京大学出版社，1987年。
《统计物理现代教程》上册，[美]雷克著，北京大学出版社，1983年。
《统计物理现代教程》下册，[美]雷克著，北京大学出版社，1983年。
《统计力学》，李政道编，北京师范大学出版社，1984年。
（四）总时数： 72学时
（五）考核方式：考试
☆ 固体物理（Solid State Physics）
（一）教学目的和要求
本课程是理解固体内部原子的凝聚情况，以及内部原子，电子的运动规律的课程，是物理学的基本学科，是凝聚态物理领域的入门学科。通过学习，使学生建立固体物理的基本概念，从而为进入固体物理领域奠定基础。
（1）了解固体物理学发展的基本情况，以及固体物理学对于近代物理和近代科技的发展起的作用，培养学生的科学素质和科学精神。
（2）了解固体物理所研究的基本内容和固体物理研究前沿领域的概况，培养学生的现代意识和科学远见。
（3）掌握固体物理学的基本概念和基本规律。培养掌握科学知识的方法。
（4）掌握应用固体物理学理论分析和处理问题的手段和方法，培养科学研究的方法。
（二）基本教学内容
第一章 晶体结构
§1.1 一些晶格的实例
§1.2 晶格的周期性
§1.3 晶向、晶面和它们的标志
§1.4 倒格子
§1.5 晶体的宏观对称性
§1.6 点群
§1.7 晶格的对称性
§1.8 晶体表面的几何结构
§1.9 非晶态材料的结构和准晶态
第二章 固体的结合
§2.1 离子性结合
§2.2 共价结合
§2.3 金属性结合
§2.4 范德耳尔斯结合
§2.5 元素和化合物晶体结合的规律性
第三章 晶格振动与晶体的热学性质
§3.1 简谐近似和简正坐标
§3.2 一维单原子链
§3.3 一维双原子链 声学波和光学波
§3.4 三维晶格的振动
§3.5 离子晶体的长光学波
§3.6 确定晶格振动谱的实验方法
§3.7 局部振动
§3.8 晶格热容的量子理论
§3.9 晶格振动模式密度
§3.10 晶格的状态方程和热膨胀
§3.11 晶格的热传导
§3.12 非晶固体中的原子振动
第四章 能带理论
§4.1 布洛赫定理
§4.2 一维周期场中电子运动的近自由电子近似
§4.3 三维周期场中电子运动的近自由电子近似
§4.4 赝势
§4.5 紧束缚近似—原子轨道线性组合法
§4.6 晶体能带的对称性
§4.7 能态密度和费米面
§4.8 表面电子态
§4.9 无序系统中的电子态
第五章 晶体中的缺陷和扩散
§5.1 多晶体和晶粒间界
§5.2 位错
§5.3 空位、间隙原子的运动和统计平衡
§5.4. 扩散和原子布朗运动
§5.5 离子晶体中的点缺陷和离子性导电
第六章 金属的电导理论
§6.1 费米统计和电子热容量
§6.2 功函数和接触电势
§6.3 分布函数和波尔兹曼方程
§6.4. 弛豫时间近似和电导率公式
§6.5 各向同性杂质的弹性散射，电子与晶格的相互作用
§6.6 纯金属和非晶态金属的电阻率与温度的关系
§6.7 金属—绝缘体转变
第七章 半导体电子论
§7.1 半导体的基本能带结构
§7.2 半导体中的杂质
§7.3 载流子浓度和载流子输运现象
§7.4 半导体中电子的费米统计分布
§7.5 电导和霍尔效应
§7.6 PN结、MOS系统
§7.7 异质结
§7.8 非晶态半导体
第八章 固体的磁性和光吸收
§8.1 抗磁性方程、单核体系抗磁性的量子理论
§8.2 顺磁性的统计理论和量子理论
§8.3 传导电子的顺磁磁化率
§8.4 固体光学常数间的基本关系
§8.5 固体中的光吸收过程
§8.6 晶格弛豫及其对电子跃迁的影响
（三）主要参考资料
《固体物理学》，顾秉林，王喜坤，清华大学出版社，1989年。
《固体物理学导论》，C.基泰尔，化学工业出版社，2005年。
《固体物理学》，韩汝琦，高等教育出版社，1988年。
（四）总时数： 72学时
（五）考核方式：考试
☆ 量子场论
（一）教学目的和要求
量子场论一直是理论物理专业硕士研究生的学位课程，而且近年来逐渐成为物理学个专业都需要了解的基础知识。本课程的目的是使学生对量子场论的理论方法和研究对象有一个系统的理解，并对这一领域研究的新发展有一定的了解，为日后进一步学习有关专题课程和从事相关的科学研究工作打下良好的基础。
（二）基本教学内容
第一章 Klein-Gordon 场
§1.1 Klein-Gordon方程
§1.2 经典场论基础
§1.3 标量场的规范量子化
§1.4 时空中的Klein-Gordon 场
第二章 Dirac 场
§2.1 Dirac 方程
§2.2 Dirac 方程的自由粒子解
§2.3 Dirac矩阵和Dirac 旋量场
§2.4 Dirac 场的量子化
§2.5 Dirac 理论的对称性（CPT）
第三章 电磁场
§3.1 Maxwell方程
§3.2 局域规范对称性
§3.3 库仑规范下电磁场的量子化
§3.4 协变规范下电磁场的量子化
第四章 微扰理论
§4.1 微扰理论
§4.2 S矩阵
§4.3 Wick定理
§4.4 Feynman 图
§4.5 量子电动力学的Feynman定则
§4.6 动量空间的Feynman定则
第五章 量子电动力学的基本过程
§5.1 散射截面
§5.2 极化态的求和
§5.3 康普顿散射
§5.4 外场的散射
第六章 辐射修正
§6.1 辐射修正
§6.2 规范化
§6.3 重整化
第七章 泛函方法
§7.1 量子力学的路径积分
§7.2 标量场的泛函量子化
§7.3 电磁场的泛函量子化
§7.4 自旋场的泛函量子化
（三）主要参考资料
《量子场论》，徐建军，复旦大学出版社，2004年。
《粒子和场》，D.卢里，科学出版社，1981年。
（四）总时数： 72学时
（五）考核方式：考试
☆ 微电子器件物理（Microelectronic Device Physics）
（一）教学目的和要求
通过对本课程学习，使学生对微电子器件原理有一个较为完整和系统的概念，主要学习二极管、双极型晶体管BJT和场效应晶体管MOSFET的基本特性和决定这些特性的物理基础，从而为晶体管、集成电路和传感器的设计、制造打下坚实的理论基础。
（二）基本教学内容
Preface
Chapter 1 Semiconductor Device Fundamentals
§1.1 Energy Band Theory
§1.2 Statistics of Fre Carriers in Semiconductors
§1.3 Generation and Recombination Processes
§1.4 Boltzman Transport Equation
§1.5 Drift and Diffusion Mechanisms
§1.6 Carrier Scattering Mechanisms
§1.7 Basic Semiconductor Device Equations
§1.8 Monte Carlo Simulation
Chapter 2 Physics and Models Related to p/n Junctions
§2.1 Description of p/n Junction
§2.2 Ambipolar Transport Equation
§2.3 Linvill Lumped Circuit Model
§2.4 Sah Transmission-Line Circuit Model
Chapter 3 Bipolar Junction Transistors
§3.1 Steady-state Characteristics under Forward-active Operation
§3.2 Current-voltage characteristics including saturation and current -induced base pushout
§3.3 Effect of quasi-neutral base width modulation
§3.4 Effect of nonuniform doping concentration
§3.5 Avalanche multiplication in BJTs
§3.6 Charge storage in BJTs
Chapter 4 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Devices
§4.1 Metal-oxide-semiconductor diodes
§4.2 Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
§4.3 Numerical and experimental results
§4.4 Hot-carrier effects
§4.5 Capacitances of intrinsic MOSFET
§4.6 MOSFET equivalent Circuit
Chapter 5 Solar Cells
§5.1 Basic concept
§5.2 Homojunction solar cells
§5.3 Heterojunction solar cells
§5.4 Effect of V-groove front surface on solar cell performance
Chapter 6 Photoconductive Diodes
§6.1 Device structure and characteristics
§6.2 General theories
§6.3 Conductivity and current
§6.4 Effect of contact regions
§6.5 Two-dimensional analysis
§6.6 Transient behavior of photoconductive diodes
（三）主要参考资料
《Advanced Semiconductor Device Physics and Modeling》，JuinJ.Liou，1994 ARTECH HOUSE.INC。
《Semiconductor Device Physics and Technology》，Sze,S.M.，New York:Wiley,1981
《Microelectronic Devices》，Yang,E.S.,New York:McGraw-Hill Co.,1988
（四）总时数： 54学时
（五）考核方式：考试
☆ 微电子制造技术（Microelectronics Manufacturing Technology）
（一）教学目的和要求
通过对本课程学习，使学生对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念，並具有一定工艺分析和设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
（二）基本教学内容
绪论
第一章 微电子加工环境与衬底制备
§1.1 微电子加工环境
§1.2 衬底材料
§1.3 衬底制备
第二章 晶片掺杂原理与技术
§2.1 固体扩散
§2.2 离子注入掺杂
§2.3 合金法
第三章 薄膜技术
§3.1 同质硅化学气相外延
§3.2 其它外延技术
§3.3 热生长二氧化硅膜
§3.4 薄膜的化学气相淀积（CVD）
§3.5 介质膜的其它制备方法
§3.6 金属类薄膜的物理气相淀积
第四章 微细图形加工技术
§4.1 抗蚀剂和掩模材料
§4.2 计算机辅助掩模图形发生
§4.3 掩模版图形的形成
§4.4 晶片上抗蚀膜图形的形成
§4.5 晶片表面图形的形成
§4.6 微细图形缺陷分析与控制
第五章 计算机工艺模拟与在线监测
§5.1 工艺模拟的基础
§5.2 工艺模型
§5.3 SUPREM工艺模拟软件简介
§5.4 微电子测试图形
§5.5 微电子工艺评价
第六章 布线与组装技术
§6.1 欧姆接触
§6.2 布线技术
§6.3 键合
§6.4 封装
§6.5 表面安装技术
（三）主要参考资料
《半导体制造技术》，Michael Quirk，and Julian Serda，电子工业出版社，2004年。
《微电子技术概论》，贾新章，郝跃，国防工业出版社，1995年。
《微电子器件工艺》，李乃平，华中理工大学出版社，1995年。
（四）总时数： 54学时
（五）考核方式：考试
☆ 薄膜物理（Thin Film Sciences）
（一）教学目的和要求
通过本课程的学习，要求学生初步掌握等离子体物理的基本内容，对薄膜的生长机制、过程和方法有较为深入的了解；在熟悉薄膜基本生长工艺的基础上，对迅速发展的薄膜技术有全面的认识。通过本课程的学习，要求学生了解制备多种类型薄膜材料的设备，掌握分析薄膜性能的手段，并初步具备开发新材料的能力。
（二）基本教学内容
绪论
第一章 薄膜通论
§1.1 薄膜及其特点
§1.2 薄膜的制备
§1.3 薄膜的生长过程
§1.4 气相淀积统一模型
§1.5 薄膜材料及其应用
第二章 薄膜生长理论中的流体力学基础
§2.1 流体质点的变形与连续方程
§2.2 动量方程和能量方程
§2.3 可压缩流体的流动
§2.4 顺流平板附面层问题
第三章 传质理论与计算
§3.1 分子传质
§3.2 扩散系数
§3.3 热扩散
§3.4 对流传质与相间传质
第四章 薄膜生长过程中的热计算
§4.1 传热方式和热导率
§4.2 发热的计算
§4.3 传导散热的分析与计算
§4.4 对流散热的分析与计算
§4.5 辐射散热的分析与计算
§4.6 温升与冷却过程分析
§4.7 激光束对薄膜的热效应分析
第五章 化学热力学与反应动力学基础
§5.1 化学反应中的热效应
§5.2 化学平衡及其计算
§5.3 化学反应速率和活化能
§5.4 典型均相反应分析
§5.5 吸附与脱附
§5.6 表面反应
第六章 等离子体中的碰撞理论
§6.1 等离子体中的碰撞问题
§6.2 电子与中性粒子的碰撞激发
§6.3 电子碰撞电离
§6.4 离子与中性粒子的碰撞
§6.5 等离子体中的诊断技术
第七章 等离子体淀积技术
§7.1 反应室结构
§7.2 离子束淀积技术
§7.3 PECVD
§7.4 等离子体淀积中的理论问题
§7.5 靶中毒的分析与缓解措施
§7.6 靶中毒的微观分析
（三）主要参考资料
《电子薄膜科学》，杜经宁，J.W.迈耶，L.C.费尔德曼，科学出版社，1997年。
《薄膜生长理论》，王敬义，华中理工大学出版社，1993年。
《薄膜物理》，曲喜新，过璧君，电子工业出版社，1994年。
（四）总时数： 54学时
（五）考核方式：考试
☆ 固体电子材料与器件（solid-state electronic materials and devices）
（一）教学目的和要求
固体电子材料与器件是围绕凝聚态物理专业光电材料与器件应用而开设的研究生课程，目的使学生掌握材料的磁、光、电、弹等物理性能的基本理论及其应用；掌握现代各种与物理性能有关的功能材料及相关器件的知识，了解现代功能材料的最新成就及发展趋势，为学生今后从事各种功能材料研究和开发打下良好基础。本课程的基本内容是介绍电介质材料(电极化机理、介电损耗、铁电及压电效应等)；半导体材料（半导体基本理论、各种半导体材料、PN结性能）；磁性材料（铁磁性材料、磁记录和磁存储材料）等的概念与原理，以及围绕这些新型的光电功能材料开展的相关应用。 （二）基本教学内容
（二）课程内容及学时分配
第一章绪论
整体上介绍固体功能材料的概念与分类、特点及其发展现状。
本章学时数：3课时。
第二章电介质材料及其应用
1、电介质极化与相对电容率
2、极化的微观机制
3、相对电容率与频率的关系
4、电介质的击穿
5、电介质材料的应用
本章学时数：12课时。
第三章压电材料及其应用
1、压电效应、压电体的晶体结构及基本性质
2、压电振动模式及其等效电路
3、各种铁电与压电器件介绍（存贮器、驱动器、传感器与换能器等）
本章学时数：12课时。
第四章半导体材料及器件
1、本征半导体与非本征半导体
2、电导率与温度的关系
3、霍尔效应
4、PN结
5、场效应晶体管
6、光发射二极管
7、太阳能电池
本章学时数：15课时。
第五章磁性材料及其应用
1、物质的磁化现象
2、磁性材料分类
3、铁磁性起源和交换相互作用
4、饱和磁化与居里温度
5、软磁与硬磁材料
6、磁性材料的应用：巨磁阻效应、磁存储器等
本章学时数：12课时。
教材和参考书目
《电子材料与器件原理》，S. O. Kasap著，汪宏等译，西安交通大学出版社，2009年。
参考书目：
(1) 《电介质物理学》第二版，殷之文著，科学出版社，2003。
(2) 《半导体物理学》，刘恩科等编，电子工业出版社，2003。
（3）《铁磁学》上、中、下三册，戴道生等编著，科学出版社，1998。
（四）总时数： 54学时
（五）考核方式：考试
☆ 结构、物性与测量 Structure, Properties and Measurement
(一) 课程教学目标
结构、物性与测量是凝聚态物理专业一门重要的基础课。本课程将从材料的组成、结构的角度阐述各种材料的物理性能及本质，包括力学、热学、电学、光学、磁学、以及介电、压电、电光、声光等性能，并介绍这些性能的基本测量方法。这些性能基本上都是在研制和应用各种材料中对材料提出的基本技术要求，在实际工作中具有重要的意义。通过本课程的学习，希望同学们了解不同材料的力学、热学、光学、电学及介电和磁学等性能，掌握上述性能的原理及微观机制；正确分析材料的结构与性能的关系；掌握各性能之间的相互制约与变化规律，为判断材料优劣，正确选择和使用材料，改变材料性能，探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础；掌握重要性能的基本测试方法。
业
(二) 课程教学内容
第一章 绪论
§1．1 材料的分类
§1．2 无机非金属的材料的特性与应用
§1．3 材料的性能本质
§1．4 材料的制备过程
§1．5 材料设计的工作思路
§1．6 材料物理性能课程研究的内容
§1．7 本课程的理论与知识体系
第二章 晶体结构和晶格振动
§2．1 晶体结构
§2．2 晶体的结合
§2．3 晶格振动
§2．4 晶体中电子的运动
第三章 材料的热学性能
§ 3．1 热 容
§ 3．2 热 膨 胀
§ 3．3 热 传 导
§ 3．4 热分析方法及其在材料分析中的应用
第四章 材料的导电性能
§ 4．1 电导的物理现象
§ 4．2 离子电导性
§ 4．3 电 子电导
§ 4．4 无机材料的电导
§ 4．5 半导体材料的电导
§ 4．5 导电性的测量
第五章 材料的介电性能
§ 5．1 概论
§ 5．2 介质的极化
§ 5．3 介质的损耗
§ 5．4 介电强度
§ 5．5 铁电性与压电性
第六章 材料的磁学性能
§ 6．1 基本概念
§ 6．2 磁 性
§ 6．3 磁性材料的物理效应
§ 6．4 磁光效应材料与记录原理
§ 6．5 磁性测量方法
第七章 材料的光学性能
§ 7．1 光和物质相互作用的基本理论
§ 7．2 光在界面的反射和折射
§ 7．3 光在各向异性介质中的传播
§ 7．4 光的吸收、色散和散射
§ 7．5 无机材料的红外光学性能
§ 7．6 电—光效应、光折变效应、非线性光学效应
§ 7．7 光导纤维
§ 7．8 光学测试方法
(三) 推荐教材及参考书
1、刘强 《材料物理性能》 化学工业出版社 （2009）
2、郑冀等 《材料物理性能》 天津大学出版社 （2008）
3、田莳 《材料物理性能》 北京航天航空大学出版社 （2008）
4、龙毅 《材料物理性能》 中南大学出版社 （2009）
（四）总时数： 54学时
（五）考核方式：考试
☆ 太阳电池－原理，工艺及应用
一、 课程性质、目的和培养目标
太阳电池－原理，工艺及应用这门课程的任务是要求学生在熟悉相关半导体物理基础知识的前提下，掌握太阳电池这种半导体光伏器件的基本工作原理、先进的工艺技术及其系统应用，如半导体光伏效应，半导体pn结的制备，太阳电池的基本原理与制备工艺，薄膜淀积原理与技术，光电器件电极的制备烧结工艺，电极图形设计，光伏组件设计与封装，光伏系统组成部件，光伏系统离网和并网应用等。因此，学习和掌握太阳电池这种半导体光伏器件的基本工作原理与工艺技术，对于将来从事光伏行业，能源及新能源，微电子，应用物理，电子工程，电机工程以及材料科学等领域的工作都是非常重要的。通过该门课程的学习，期望学生能深刻地理解半导体太阳电池的基本物理原理，掌握半导体光伏电池的先进制备工艺，了解现代半导体光伏器件的发展趋势，提高学生的科研能力和分析问题并解决实际问题的能力，掌握半导体器件原理在光电器件和各种集成器件等领域中的具体应用。
二、课程内容及学时分配
第一章 太阳电池和太阳光（2学时）
要求：了解太阳电池的发展历史，了解太阳结构及其辐射特性。
第二章 简单的半导体性质（4学时）
要求：掌握对于太阳电池的设计和使用非常重要的半导体材料（如硅）的基本性质，如载流子的浓度、载流子的密度以及载流子的输运性质。
第三章 半导体器件物理学的基本方程（4学时）
要求：理解半导体硅材料中过剩载流子的产生和复合概念，以及所涉及的物理机理，掌握描述硅半导体器件（包括太阳电池）的理想特性的基本方程。
第四章P-n结二极管及太阳电池的基本工作原理（8学时）
要求：理解太阳电池实际是大面积的p-n结二极管，基本掌握描述太阳电池暗特性和光照特性的理想形式，掌握表征太阳电池输出特性的参数短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率等。
第四章 太阳电池的制备工艺与设计（8学时）
要求：掌握硅太阳电池的制造工艺和生产流程，了解提高太阳电池效率的关键工艺技术。基本掌握太阳电池光伏转换过程中能量转换效率的极限以及各种非理想因素对效率损失的影响，了解太阳电池效率的测量方法。基本掌握硅太阳电池的设计问题，包括在pn结两边的最佳掺杂浓度，结的最佳位置，电池电极图形的设计原则，了解如何减少电池的光学损失。
第五章 高效率新型太阳电池（2学时）
要求：掌握太阳电池材料的选择原则，了解几种新型太阳电池的结构及工艺特点，了解国际和国内太阳电池的最新进展及未来发展趋势。
第六章 光伏组件封装工艺（2学时）
要求： 掌握光伏组件结构，组件封装材料及特性，封装工艺流程，组件封装类型及特点。
第七章 光伏组件与方阵中常见问题（4学时）
要求：光伏组件的设计，光伏组件的互联效应，温度效应，失配效应，热斑效应等常见问题及解决措施。
第八章 光伏系统及应用（2学时）
要求：掌握光伏系统的组成部件，包括光伏方阵和平衡部件等。基本掌握光伏系统的离网型应用和并网型应用。了解未来光伏系统应用的主流方向。
总结复习与疑难解答 （1） 备注：部分典型习题的疑难解答在授课过程中完成，本课程的课程论文在课外完成。
三、 教材和参考书目
教材：《太阳电池－工作原理、工艺与系统应用》，[澳]Martin A. Green,
参考书目：
[1]《太阳电池及其应用》，赵富鑫，魏彦章主编， 2005
[2]《太阳电池原理与工艺》，安其霖，曹国琛等编，2008
[3]《太阳电池及其应用》，赵富鑫，魏彦章主编， 2007
四、总时数： 54学时
五、考核方式：考试
培养计划（硕士）
|
院（系、
所）
|
数理信息学院物理系
|
学 科、
专 业
|
凝聚态物理
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|
研 究
方 向
|
1、 光电子物理 2、计算凝聚态理论 3、极化材料与器件，
|
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课程类别
|
课 程
名 称
|
学
分
|
周学时
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总
学
时
|
各学期教学周时数
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任课教师
|
考核方式
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一
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二
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三
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四
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五
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六
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|
必
修
课
程
|
学
位
公
共
课
|
第一外国语
|
2
|
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|
4
|
|
|
|
|
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|
考试
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科学技术哲学
|
2
|
|
|
2
|
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|
|
|
考试
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|
科学社会主义理论与实践
|
2
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
考试
|
||||
|
学位基础课
|
高等量子力学
|
3
|
4
|
72
|
4
|
|
|
|
|
|
叶翔
|
考试
|
|||
|
群论
|
3
|
4
|
72
|
4
|
|
|
|
|
|
秦晓梅
|
考试
|
||||
|
统计物理与多体理论
|
3
|
4
|
72
|
|
4
|
|
|
|
|
张一
|
考试
|
||||
|
量子场论
|
3
|
4
|
72
|
|
4
|
|
|
|
|
谢逸群
|
考试
|
||||
|
固体物理
|
3
|
4
|
72
|
4
|
|
|
|
|
|
石旺舟
|
考试
|
||||
|
学位专业
课
|
专业外语
|
2
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
导 师
|
考查
|
|||
|
专业计算机编程
|
3
|
4
|
72
|
|
|
3
|
|
|
|
叶翔
|
考试
|
||||
|
微电子器件物理
|
3
|
4
|
72
|
|
4
|
|
|
|
|
黄磊
|
考试
|
||||
|
半导体物理
|
3
|
4
|
72
|
|
4
|
|
|
|
|
陈之占
|
考试
|
||||
|
光电子学
|
3
|
4
|
72
|
4
|
|
|
|
|
|
石旺舟
|
考试
|
||||
|
选
修
课
程
|
薄膜物理
|
2
|
3
|
54
|
3
|
|
|
|
|
|
黄磊
|
考试
|
|||
|
微电子制造技术
|
2
|
3
|
54
|
|
3
|
|
|
|
|
韩奇峰
|
考试
|
||||
|
信息光学
|
2
|
3
|
54
|
|
3
|
|
|
|
|
胡志娟
|
考试
|
||||
|
材料物理性能
|
2
|
3
|
54
|
|
3
|
|
|
|
|
秦晓梅
|
考试
|
||||
|
铁电物理学
|
2
|
3
|
54
|
|
3
|
|
|
|
|
唐艳学
|
考试
|
||||
|
其他
培养
环节
名称
|
论文选读
|
|
3
|
54
|
|
|
3
|
|
|
|
导师
|
考查
|
|||
|
学术研讨
|
|
3
|
54
|
|
|
|
3
|
|
|
导师
|
考查
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
评审
|
|||||
|
论文写作与答辩
|
|
|
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
答辩
|
||||
|
同等学力者补修课程
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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||||
备注：1、学位基础课 中，根据研究方向的需要可在 量子场论 和 固体物理 中选修一门。
2、学位专业课 和 选修课程 中，应根据不同研究方向的需要选修相应的课程。
