一、开始日期: 2022-11-26

二、课时安排: 7周在线小组科研+5周论文指导

三、适合人群

适合年级 (Grade): 大学生及以上

适合专业 (Major): 材料科学与工程、半导体材料、材料物理、物理电子学、微电子与固体电子学、光电子与光子学技术等专业或者希望修读相关专业的学生；学生需要具备基础物理、电磁学、力学基础

四、导师介绍

Deep

宾夕法尼亚大学 (UPenn)

教授

Deep 教授是宾夕法尼亚大学材料科学与工程学院的教授。他为二维 (2D) 半导体的电荷传输和电子应用研究做出了贡献，并在西北大学了栅极可调、混合维、范德瓦尔斯异质结构的研究。 2015 年 8 月，Deep 作为雷斯尼克奖博士后研究员加入加州理工学院，其目标是研究增强、超薄光电设备二维系统中光-物质相互作用的策略。 Deep 的研究位于固态光电和新兴低维材料的交叉点，结合了组装、生长和集成纳米结构材料的新技术，包括分子材料和较先进的纳米制造方法，以创造新型电子和光子器件。曾获得材料前沿奖，Frontiers of Engineering 美国工程院受邀者，陆军研究办公室青年研究员计划（YIP）奖，纳米材料青年研究员奖，ACS Nano Letters 早期职业编辑顾问委员会，福布斯 30 岁以下科学领域 30 位青年科学家，美国科学研究荣誉学会Sigma Xi正式会员，美国真空学会 (AVS) 纳米级科技部早期职业奖等荣誉称号。

Prof. Deep is a professor in the School of Materials Science and Engineering at the University of Pennsylvania. He has made contributions to the research of charge transport and electronic applications of two-dimensional (2D) semiconductors, and pioneered the study of adjustable gate, hybrid dimensional, and van der Waals heterostructures at Northwestern University. In August 2015, Deep joined the California Institute of Technology as a Resnick Award postdoctoral researcher. His goal is to study strategies to enhance the light-matter interaction in the two-dimensional system of high-efficiency, ultra-thin optoelectronic devices. Deep’s research is at the intersection of solid-state optoelectronics and emerging low-dimensional materials, combining new technologies for assembling, growing, and integrating nanostructured materials, including molecular materials and the most advanced nanomanufacturing methods, to create new types of electronic and photonic devices.

五、任职学校

宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania；UPenn）创立于1740年，是世界私立研究型大学、常春藤盟校之一、美国大学协会14所创始院校之一、美国第四古老的高等教育机构。宾夕法尼亚大学在2020年U.S.News美国大学综排位列第6，THE美国大学综排位列第4。

六、项目背景

早在19世纪末，人们就开始了对半导体硒中光电现象的探索研究，但当时人们对半导体还缺乏深入了解。直至30年代，人们才开始对半导体基本物理特性（如能带结构、电子跃迁过程等）展开深入研究，特别是对半导体光学性质的研究为半导体光电子器件的发展奠定了物理基础。1962年，R.N.霍耳和M.I.内森成功研制注入型半导体激光器，解决了率的光信息载波源，扩展了光电子学的应用范围，光电子器件因而得到迅速发展。而现在，半导体光电器件依旧是科学家们在电子器件及新能源领域重要的研究方向。

七、项目介绍

本项目从固体物理学的基础原理入手，带领学生探究光-电作用原理，并详细介绍半导体器件基本构件——光电转化PN结二极管，光电子器件的操作原理,PN结二极管的工作模式及其作为不同光电器件的功能, 运行效率，性能限制。并以LED、激光器、光电探测器和太阳能电池等常用光电器件为具体实例，研究其工作原理及在人们日常生活中的应用。学生通过本项目的学习，可以进一步对固体物理学和半导体光电器件设计原理及工作原理有更为深刻的认识，在项目结束时提交项目报告，进行成果展示。

个性化研究课题参考：

柔性光电探测器的设计原理

太阳能光电–热一体化与热泵耦合系统性能研究

纳米结构二氧化钛光电性能探究

八、项目大纲

纳米级半导体及其特性 Nanoscale semiconductors and their properties

纳米级电子器件和传输、光与物质相互作用 Nanoscale electronics devices and transport + Light-Matter interactions

pn结型二极管与光电器件 junction diode, Optoelectronic devices

纳米电子硬件的当前趋势以及在人工智能和大数据应用中的应用 Current trends in nanoelectronics hardware and application to AI and big-data applications

学术研讨1：教授与各组学生探讨并评估个性化研究课题可行性，帮助学生明晰后续科研思路，内容详见大纲 Research Workshop I

学术研讨2：学生将在本周课前完成初步文献回顾，教授将根据各组进度进行个性化指导，确保学生优质的终期课题产出，内容详见大纲 Research Workshop II

项目成果展示 Final Presentation

论文指导 Project Deliverables Tutoring

九、项目收获

1、7周在线小组科研学习+5周论文指导学习 共125课时+不论文指导

2、学术报告

3、学员获主导师Reference Letter

4、EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等级别索引国际会议全文投递与发表指导（可用于申请）

5、结业证书

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