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光電子工程與應用物理綜合專(zhuān)題:LED、光電探測器和光能電池等光電設備的固體物理特性分析與研究【大學(xué)組】

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2024-06-16

  開(kāi)始日期: 2024-06-29

  課時(shí)安排: 7周在線(xiàn)小組科研學(xué)習+5周不限時(shí)論文指導學(xué)習

  適合人群

  適合年級 (Grade): 大學(xué)生及以上

  適合專(zhuān)業(yè) (Major): 材料科學(xué)與工程、半導體材料、材料物理、物理電子學(xué)、微電子與固體電子學(xué)、光電子與光子學(xué)技術(shù)等專(zhuān)業(yè)或者希望修讀相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生;學(xué)生需要具備基礎物理、電磁學(xué)、力學(xué)基礎

  建議選修: EEE電子與電氣工程核心:電路與電子器件

  導師介紹

  Deep

  賓夕法尼亞大學(xué) (UPenn)終身教授

Deep

  Deep 教授是賓夕法尼亞大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的終身教授。他為二維 (2D) 半導體的電荷傳輸和電子應用研究做出了貢獻,并在西北大學(xué)開(kāi)創(chuàng )了柵極可調、混合維、范德瓦爾斯異質(zhì)結構的研究。 2015 年 8 月,Deep 作為雷斯尼克獎博士后研究員加入加州理工學(xué)院,其目標是研究增強高效、超薄光電設備二維系統中光-物質(zhì)相互作用的策略。 Deep 的研究位于固態(tài)光電和新興低維材料的交叉點(diǎn),結合了組裝、生長(cháng)和集成納米結構材料的新技術(shù),包括分子材料和最先進(jìn)的納米制造方法,以創(chuàng )造新型電子和光子器件。曾獲得材料前沿獎,Frontiers of Engineering 美國工程院受邀者,陸軍研究辦公室青年研究員計劃(YIP)獎,納米材料青年研究員獎,ACS Nano Letters 早期職業(yè)編輯顧問(wèn)委員會(huì ),Peter and Susanne Armstrong榮譽(yù)杰出學(xué)者,福布斯 30 歲以下科學(xué)領(lǐng)域 30 位青年科學(xué)家,美國科學(xué)研究榮譽(yù)學(xué)會(huì )Sigma Xi正式會(huì )員,美國真空學(xué)會(huì ) (AVS) 納米級科技部早期職業(yè)獎等榮譽(yù)稱(chēng)號。

  任職學(xué)校

  賓夕法尼亞大學(xué)(University of Pennsylvania;UPenn)創(chuàng )立于1740年,是世界著(zhù)名私立研究型大學(xué)、常春藤盟校之一、美國大學(xué)協(xié)會(huì )14所創(chuàng )始院校之一、美國第四古老的高等教育機構。賓夕法尼亞大學(xué)在2020年U.S.News美國大學(xué)綜排位列第6,THE美國大學(xué)綜排位列第4。

  項目背景

  早在19世紀末,人們就開(kāi)始了對半導體硒中光電現象的探索研究,但當時(shí)人們對半導體還缺乏深入了解。直至30年代,人們才開(kāi)始對半導體基本物理特性(如能帶結構、電子躍遷過(guò)程等)展開(kāi)深入研究,特別是對半導體光學(xué)性質(zhì)的研究為半導體光電子器件的發(fā)展奠定了物理基礎。1962年,R.N.霍耳和M.I.內森成功研制注入型半導體激光器,解決了高效率的光信息載波源,擴展了光電子學(xué)的應用范圍,光電子器件因而得到迅速發(fā)展。而現在,半導體光電器件依舊是科學(xué)家們在電子器件及新能源領(lǐng)域重要的研究方向。

  項目介紹

  本項目從固體物理學(xué)的基礎原理入手,帶領(lǐng)學(xué)生探究光-電作用原理,并詳細介紹半導體器件基本構件——光電轉化PN結二極管,光電子器件的操作原理,PN結二極管的工作模式及其作為不同光電器件的功能, 運行效率,性能限制。并以L(fǎng)ED、激光器、光電探測器和太陽(yáng)能電池等常用光電器件為具體實(shí)例,研究其工作原理及在人們日常生活中的應用。學(xué)生通過(guò)本項目的學(xué)習,可以進(jìn)一步對固體物理學(xué)和半導體光電器件設計原理及工作原理有更為深刻的認識,在項目結束時(shí)提交項目報告,進(jìn)行成果展示。

  個(gè)性化研究課題參考:

  柔性光電探測器的設計原理

  太陽(yáng)能光電–熱一體化與熱泵耦合系統性能研究

  納米結構二氧化鈦光電性能探究

  項目大綱

  納米級半導體及其特性 Nanoscale semiconductors and their properties

  納米級電子器件和傳輸、光與物質(zhì)相互作用 Nanoscale electronics devices and transport + Light-Matter interactions

  pn結型二極管與光電器件 junction diode, Optoelectronic devices

  納米電子硬件的當前趨勢以及在人工智能和大數據應用中的應用 Current trends in nanoelectronics hardware and application to AI and big-data applications

  學(xué)術(shù)研討1:教授與各組學(xué)生探討并評估個(gè)性化研究課題可行性,幫助學(xué)生明晰后續科研思路,內容詳見(jiàn)大綱 Research Workshop I

  學(xué)術(shù)研討2:學(xué)生將在本周課前完成初步文獻回顧,教授將根據各組進(jìn)度進(jìn)行個(gè)性化指導,確保學(xué)生優(yōu)質(zhì)的終期課題產(chǎn)出,內容詳見(jiàn)大綱 Research Workshop II

  項目成果展示 Final Presentation

  論文指導 Project Deliverables Tutoring

  項目收獲

  7周在線(xiàn)小組科研學(xué)習+5周不限時(shí)論文指導學(xué)習 共125課時(shí)

  項目報告

  優(yōu)秀學(xué)員獲主導師Reference Letter

  EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會(huì )議全文投遞與發(fā)表指導(可用于申請)

  結業(yè)證書(shū)

  成績(jì)單

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