曼徹斯特大學EEE專業(yè)的EEEN10021電子材料課程單元旨在：介紹納米技術及其在當今社會中的重要性(例如在醫(yī)療保健、安全和能源方面的應用)；介紹基本的材料物理學，解釋絕緣、半導體和金屬特性是如何在固體中產(chǎn)生的；解釋如何設計半導體(例如通過摻雜)使其在器件中表現(xiàn)出受控的電學和光學特性；描述關鍵半導體器件(如場效應晶體管)的基本構建模塊和操作。以下是課程解析。

一、主要內容

1、基礎材料科學：原子結構和基本粒子(質子、中子、電子和光子)；固體的粘合和類型(如金屬、絕緣體和半導體)；晶體結構、性質和雜質/缺陷；熱效應。

2、導電和導熱：德魯?shù)履Ｐ?金屬和傳導，聲子概念)；溫度對傳導的影響(傳導率和熱阻)；額外的外部效應(霍爾和塞貝克/珀耳帖效應)。

3、固體的現(xiàn)代模型：固體的能帶理論(周期勢中的電子和空穴)；有效質量和態(tài)密度；費米能量、電離勢和功函數(shù)。

4、半導體：k空間中的能量圖(直接和間接帶隙)；半導體中的傳導(電子/空穴數(shù)量)；本征/非本征半導體(n型、p型、補償摻雜)；電導率的溫度和雜質依賴性(漂移遷移率)。

5、半導體器件：p-n、p-i-n結(正向/反向偏置、耗盡和電容)；雙極和FET器件；光學設備(發(fā)光二極管、光伏電池等)。

二、學習目標

1、描述不同類型的固體(金屬，半導體，絕緣體)，結合和晶體結構。

2、描述固體中不同類型的傳導，并解釋溫度如何影響這種傳導。

3、畫出不同類型固體的能帶圖，包括n型和p型摻雜半導體。

4、計算摻雜半導體中的電子/空穴濃度和費米能量。

5、解釋p-n/p-i-n結如何在正向和反向偏壓下工作，并描述其在MOSFET和BJT器件中的應用。

6、計算內建電勢、耗盡寬度、pn結中的擴散電流和BJT中的發(fā)射極/基極/集電極電流。

同學可以將上述內容作為曼徹斯特大學EEE專業(yè)EEEN10021課程的整體知識框架，來安排和規(guī)劃學習。