曼徹斯特大學(xué)EEE專業(yè)的EEEN10021電子材料課程單元旨在：介紹納米技術(shù)及其在當(dāng)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(yīng)用)；介紹基本的材料物理學(xué)，解釋絕緣、半導(dǎo)體和金屬特性是如何在固體中產(chǎn)生的；解釋如何設(shè)計半導(dǎo)體(例如通過摻雜)使其在器件中表現(xiàn)出受控的電學(xué)和光學(xué)特性；描述關(guān)鍵半導(dǎo)體器件(如場效應(yīng)晶體管)的基本構(gòu)建模塊和操作。以下是課程解析。

一、主要內(nèi)容

1、基礎(chǔ)材料科學(xué)：原子結(jié)構(gòu)和基本粒子(質(zhì)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(dǎo)體)；晶體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和雜質(zhì)/缺陷；熱效應(yīng)。

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

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(zhì)量和態(tài)密度；費米能量、電離勢和功函數(shù)。

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

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

二、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、描述不同類型的固體(金屬，半導(dǎo)體，絕緣體)，結(jié)合和晶體結(jié)構(gòu)。

2、描述固體中不同類型的傳導(dǎo)，并解釋溫度如何影響這種傳導(dǎo)。

3、畫出不同類型固體的能帶圖，包括n型和p型摻雜半導(dǎo)體。

4、計算摻雜半導(dǎo)體中的電子/空穴濃度和費米能量。

5、解釋p-n/p-i-n結(jié)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(yīng)用。

6、計算內(nèi)建電勢、耗盡寬度、pn結(jié)中的擴(kuò)散電流和BJT中的發(fā)射極/基極/集電極電流。

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