E4160 教學大綱表

教學大綱表 (113學年度第1學期)

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課程名稱 Course Title	(中文) 半導體光學 (英文) Semiconductor Optics			開課單位 Departments	電機工程研究所
				課程代碼 Course No.	E4160
授課教師 Instructor	楊祝壽
學分數 Credit	3.0	必/選修 core required/optional	選修	開課年級 Level	研究所
先修科目或先備能力(Course Pre-requisites)：半導體物理、電子學(一)
課程概述與目標(Course Overview and Goals)：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(Textbook)	Optical Properties of Solids, Mark Fox, second Edition, OXFORD .
參考教材(Reference)

課程大綱 Syllabus			學生學習目標 Learning Objectives	單元學習活動 Learning Activities	學習成效評量 Evaluation	備註 Notes
序 No.	單元主題 Unit topic	內容綱要 Content summary	學生學習目標 Learning Objectives	單元學習活動 Learning Activities	學習成效評量 Evaluation	備註 Notes
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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

彈性教學週活動規劃

序 No.	實施期間 Period	實施方式 Content	教學說明 Teaching instructions	彈性教學評量方式 Evaluation	備註 Notes
1	起:2023-10-06 迄:2023-10-06	3.實作 Practical class	Spectroscopy measurements: Reflectance & Transmittance	Do the experiments and write a report.
2	起:2023-12-01 迄:2023-12-01	3.實作 Practical class	Spectroscopy measurement: Raman Scattering spectrum	Do the experiment and write a report

教學要點概述：
1.自編教材 Handout by Instructor：
■ 1-1.簡報 Slids
□ 1-2.影音教材 Videos
□ 1-3.教具 Teaching Aids
□ 1-4.教科書 Textbook
■ 1-5.其他 Other
□ 2.自編評量工具/量表 Educational Assessment
□ 3.教科書作者提供 Textbook

成績考核 Performance Evaluation：期中考：30% 實驗：30% 報告：30% 彈性教學：10%

教學資源(Teaching Resources)：
□ 教材電子檔(Soft Copy of the Handout or the Textbook)
□ 課程網站(Website)
扣考規定：https://curri.ttu.edu.tw/p/412-1033-1254.php