教學大綱表
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課程名稱 (中文) 半導體光學
(英文) Semiconductor Optics
開課單位 電機工程學系
課程代碼 E4160
授課教師 楊祝壽
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 大四
先修科目或先備能力:半導體物理、電子學(一)
課程概述與目標: 透過光頻譜技術探討半導體光學特性。課程內容從基礎半導體物理出發,先幫學生複習半導體的基礎概念,再導入電磁波與半導體的交互作用。實驗與分析技術將進行光反射(含光穿透與光吸收譜)、光激螢光譜、拉曼散射譜等,並探討量子效應、溫度效應、電/磁場效應等對半導體光學的影響,使學生同時具備半導體光學之理論與實驗分析。
教科書 Optical Properties of Solids, Mark Fox, second Edition, OXFORD .
參考教材
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 課程導覽與簡介半導體物理 1. 了解該學期課程內容與學習目標
2. 簡介半導體物理
1. 了解該學期課程內容與學習目標
2. 簡介半導體物理
  • 討論
  • 講授
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    2 Characteristic optical physics in the solids state Ch1 簡介介質與光的交互作用。 簡介介質與光的交互作用。
  • 討論
  • 講授
  • 問答
  • 作業
  •  
    3 實驗技巧分享 1. 了解各式光學特性檢測技術
    2. 實作
    透過實作了解各式光學檢測技術
  • 上機實習
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    4 光反射實驗 瞭解光反射實驗設計與反射光譜的分析技巧 瞭解光反射實驗設計與反射光譜的分析技巧
  • 實作
  • 實驗
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    5 Classical propagation 1. 利用波動學瞭解光與介質的交互作用
    2. The dipole oscillator model
    1. 學習如何利用波動學瞭解光與介質的交互作用
    2. The dipole oscillator model
  • 講授
  • 閱讀討論
  • 平時考
  • 作業
  •  
    6 光穿透譜實驗 瞭解光穿透譜實驗設計與圖譜分析 瞭解光穿透譜實驗設計與圖譜分析
  • 實作
  • 實驗
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    7 Interband absorption 1. 介紹能帶間的吸收譜、穿透譜與反射光譜的實驗
    2. 藉由光學的形式解析半導體的能帶形式
    3. 光吸收、穿透與反射光譜的分析技術
    1. 介紹能帶間的吸收譜、穿透譜與反射光譜的實驗
    2. 藉由光學的形式解析半導體的能帶形式
    3. 光吸收、穿透與反射光譜的分析技術
  • 講授
  • 閱讀討論
  • 平時考
  • 作業
  •  
    8 期中實驗報告 各組同學對實驗結果進行分析與討論 完成實驗報告
  • 個案研究
  • 討論
  • 期中考
  •  
    9 Excitons 1. 激子(excitons)的形成與能譜分析
    2. 在外加場(電場與磁場)中激子的行為
    1. 了解激子(excitons)的形成與能譜分析
    2. 了解在外加場(電場與磁場)中激子的行為
  • 講授
  • 閱讀討論
  • 期中考
  • 平時考
  • 作業
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    10 光激螢光與電致螢光實驗 瞭解光激螢光譜實驗技巧與圖譜分析 瞭解光激螢光譜實驗技巧與圖譜分析
  • 實作
  • 實驗
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    11 Luminescence 1. 固態螢光的形成方式
    2. 能帶間的螢光
    3. 光激螢光光譜分析技術
    4. 電致螢光
    瞭解各式固態螢光的來源與分析技術
  • 講授
  • 閱讀討論
  • 問答
  • 作業
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    12 變溫光譜實驗 了解溫度對半導體光學特性的影響 了解溫度對半導體光學特性的影響  
    13 Quantum confinement 1. 說明何謂量子侷限效應
    2. 量子侷限效應下的光譜分析
    1. 了解量子侷限效應
    2. 量子侷限效應下的光譜分析
  • 講授
  • 閱讀討論
  • 問答
  • 報告
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    14 拉曼散射實驗 認識拉曼散射光譜與分析技巧 認識拉曼散射光譜與分析技巧  
    15 Phonons 1. 了解聲子模型
    2. 聲子檢測技術-遠紅外光吸收與拉曼散射實驗
    1. 了解聲子模型
    2. 聲子檢測技術-遠紅外光吸收與拉曼散射實驗
  • 講授
  • 問答
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    16 期末報告 進行第二次實驗成果報告 了解學生對半導體光學的學習成效
  • 個案研究
  • 報告
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    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 □ 教科書作者提供
    評量方法: 期中考:20%   實驗:30%   問答:10%   報告:20%   作業:20%  
    教學資源: □ 教材電子檔 □ 課程網站
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504