半导体物理简明教程——基于翻转课堂混合式教学9787121422324 正版新书正浩图书专营店 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书是基于"贯彻全国教育大会精神，进一步深化高等教育教学改革，提高高等教育教学质量和人才培养水平，推动一流本科课程建设”思路所编写的线上线下混合式教学用半导体物理基础知识的简明教材。全书共七章，主要内容包括线上线下混合教学模式、半导体入门知识、半导体中的电子状态、半导体中杂质和缺陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、非平衡载流子。 本书可作为高等学校材料类、物理类相关专业教学用教材，也可用于混合式教学探索的参考依据。

目 录

第1章 线上线下混合教学模式 1

1.1 混合式教学的产生背景 1

1.2 混合式教学的基本理念 3

1.3 混合式教学的基本流程 5

1.4 混合式教学的与问题 9

参考文献 13

第2章 半导体入门知识 14

第1课时 14

2.1 半导体基本概念范畴 15

2.2 半导体发展简史 16

第3章 半导体中的电子状态 21

第2课时 21

3.1 半导体的晶格结构和结合质 21

3.2 半导体中的电子状态和能带 22

3.2.1 原子的能级到晶体的能带 23

第3课时 25

3.2.2 晶体能带的量子表述 25

第4课时 30

3.2.3 导体、半导体、绝缘体能带 30

3.3 半导体中电子的运动 32

3.4 电子的另一表现形式――空穴 37

第5课时 38

3.5 回旋共振 38

3.6 硅和锗的能带结构 42

第4章 半导体中杂质和缺陷能级 50

第6课时 50

4.1 硅、锗晶体中的杂质能级 51

第7课时 57

4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质能级 57

4.3 缺陷、位错能级 58

第5章 半导体中载流子的统计分布 61

第8课时 61

5.1 状态密度（量子态分布） 62

5.2 载流子的统计分布 65

第9课时 70

5.3 本征半导体的载流子浓度 71

第10课时 77

5.4 杂质半导体的载流子浓度 77

第11课时 84

第12课时 89

第6章 半导体的导电 94

第13课时 94

6.1 载流子的漂移运动和迁移率 94

6.2 载流子的散射 96

第14课时 99

6.3 迁移率与杂质浓度、温度的关系 100

6.4 电阻率与杂质浓度、温度的关系 105

第7章 非平衡载流子 111

第15课时 111

7.1 非平衡载流子的注入与复合 111

7.2 非平衡载流子寿命和复合理论 114

7.2.1 非平衡载流子寿命 114

7.2.2 复合理论 115

第16课时 125

7.3 载流子的扩散运动 126

7.4 载流子的漂移运动（爱因关系式） 130

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第1章线上线下混合式教学模式

1.1混合式教学的产生背景

混合式教学，是将在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”+“线下”的教学模式。从外在表现形式上，采用“线上”和“线下”两种途径开展教学，“线上”课程往往是由互联网课程或在线开放课程发展而来的，“线下”则是由传统教学方式发展而来的。

1996年，美国《培训杂志》上发表了篇有关基于局域网培训的论文，由此“E-learning”模式诞生[。01年，学者辛格和瑞德对混合式学行了研究，他们认为，“混合式学Blended Learning）通过广泛的网络资源实现适时、适当、适合的学，让个体寻找适合自己的教育方式和资源，是让个体学的教育资源和学[]。国外学者对混合式学义也不尽相同，柯蒂斯·邦克（Curtis

].Bonk）认为，混合式学对面学算机辅助在线学合[]。迈克尔·霍恩（Michael B.Horn）和希瑟·斯特克（Heather Staker）认为，混合式学堂教学与自主网络学合的产物[4]。Driscol主要从4个方面对混合式学行了定义：基于多样化的网络技术、通过技术实现教学成果、的技术与传统的教学方式结合、应用到实际工作中，解决实际问题[5]。在我国，混合式学由何克抗在03年提出，他认为：“Blended Learning”，实际上是数字网络学统课堂教学方法的结合[6]。黎加厚等人则把“Blended Learning”理解为融合学，是基于优势教学因素的组合，共同服务于教学目标的实现[]。李克东认为，将传统的面对面教学与在线学不同方行整合，即目前的混合学主要的核心思想是对不同问题和要行针对的理解和解决[8]。于亚楠则综合以上观点归纳为，混合式教学是对各种教学方法的优行整合，将面对面的课堂教学与线上的网络学起来。充分利用在线网络的教育资源，充分发挥课堂上教师的引导监督作用，二者共同于教学质量和效率的提高，实现共同的教学目标，同时发挥学生自身的主观能动，不断学生学高学

[9]。笔者对此深表认同，混合式教学是为了提高学生主观能动、提率而催生的互联网时代的产物，哪些因素结合、如何结合、结合效果由终目的达成度来决定，同时教师的角色不容忽视，要起到监督、引导的作用。拉丁语educare是西方“教育”一词的来源，意思是“引出”或“导出”。古希腊的亚里士多德说：“教育遵循自然。”同时，古

希腊的另一位哲学家柏拉图也说：“教育是约束和指导青少年，培养他们正当的理智，”半导休物理是一门研究半导体内在物理规律的基础理论课程，本门课程着重讲解健准

理论基励上的载流子情况，具括半导体中的电子状态，杂质和缺陷能级，载流子的级

计分布及运动规律，半导体的导电和非平衡载流子等，是固体物一步专业化的定务课程，也能材料、微电子器件和集成电路的起点课程，起到承上启下的有接作用，在

村料、电子、能源、动力、通信、照明等领域有着广泛应用。开设本课程的目的是使学生熟悉半导体物理学的基础理论和主要质，能运用半导体内部理论知识对半导体材料的基

本现家和质加以解释，从而具一步学专业所需基础知识和分析问题、解决何

颗的能力。

本书作者所讲授的半导体物理课程也有一个发展历程。半导体物理课程于01年在

河南科技大学理学院成立应用物理学专业时设立，04年，面向届本科生开课今

己有17年，本课程一般开设在大三下学期或大四上学期，目前是32学时，2.0学分，是

面向材料物理、应用物理学、新能源材料与器件专业的必修课程，是材料物理、新能源材

料与器件专业的核心骨干课程，也是光电信息科学与工程系的选修课程。04年一13年仅教授应用物理学专业学生，之后陆续有材料物理等专业学生加入。初始课程主要以手

写教案、板书，辅以课后作业、定期定点答疑。12年，课程教案改为电子教

案并配以相关图片。15年，课程改为PPT课件多媒体授课，并建立考试题库，考试实

施抽题组卷方式。16年，为集中学生注意力、提高听课率，课堂授课采用巡场讲

课和提问方式，题一步扩充。19年，开始录制、标准化课件，建立知识点微课，并采用清华大学和学堂在线推出的雨课堂平行授课，小范围采用翻转课堂模式。年新型冠状病毒肺炎疫情初期，在线开放课程建设完成并采用直播翻转课堂方

式授课，授课期间在线题库建设完成（终题库试题达400道），可组卷并完成线上

章节测验和期末考试，不仅平稳渡过疫情期间教学难关，而且取得了良好的教学效果。同

一学期，与理论课配套的半导体物理实验、实践课程同步上线，使得课程内容、形式更加

立体化。21年，课程被评为省级本科课程。

教学方法的演变与学情是分不开的。15年之前，学生的学较为传统、刻苦，学相对单一，依赖课本和教师授课，之后的学生则逐步体现出新时代特征，思

维较为活跃，有更多的自主意识和意愿、思路开阔，作为移动互联网熏陶下生

代，他们对、小等信息技术传播手段掌握充分，其学和思维与之前

学生有了较大改变，用碎片化时间在线上学倾向于快餐式、式教

育，在更容易和乐于接受新事物的同时也存在缺乏耐心、基础不够扎实的缺点。部分学生

不再认同传统的板书式教师满堂灌的教学模式，而倾向于更为直观、美化的课件展示，微课慕课、在线开放课程和“以学生为中心”的翻转课堂等新教学手段，也能够更快地接受

雨课堂、学爱课程等教学软件和平台。尤其在疫情期间，在线教学不仅发挥巨大的

教育优势，推动了课程改革程，全体学生经历了此次洗礼之后将更加倾向于接受新型的教学方法和教学理念。

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书籍介绍

本书是基于"贯彻全国教育大会精神，进一步深化高等教育教学改革，提高高等教育教学质量和人才培养水平，推动一流本科课程建设”思路所编写的线上线下混合式教学用半导体物理基础知识的简明教材。全书共七章，主要内容包括线上线下混合教学模式、半导体入门知识、半导体中的电子状态、半导体中杂质和缺陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、非平衡载流子。 本书可作为高等学校材料类、物理类相关专业教学用教材，也可用于混合式教学探索的参考依据。