量子力學(xué)最新研究

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇量子力學(xué)最新研究范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

量子力學(xué)最新研究范文第1篇

本書是基于作者們在巴基斯坦和沙特阿拉伯等國家多所大學(xué)中講授量子力學(xué)課程的講義基礎(chǔ)上寫成的。第1版于1999年出版。為了展現(xiàn)當(dāng)代量子力學(xué)日益擴(kuò)展的應(yīng)用的最新發(fā)展，第2版增添了全新的3章，它們分別為雙態(tài)問題、量子計(jì)算和1+2維狄拉克方程對于石墨烯的應(yīng)用。這些問題是當(dāng)前許多實(shí)驗(yàn)和理論工作都極為關(guān)注的典型問題。此外，還有一些章節(jié)做了較大改動(dòng)，有的擴(kuò)大了篇幅和添加了新的內(nèi)容，有的經(jīng)過了改寫變得更簡單和更清晰。各章的習(xí)題也均有不同程度的擴(kuò)充。

全書內(nèi)容分為21章：1.經(jīng)典概念的崩潰； 2.量子力學(xué)概念；3.量子力學(xué)的基本假設(shè)； 4.量子力學(xué)中一些問題的求解； 5.簡諧振子；6.角動(dòng)量；7.中心對稱場中的運(yùn)動(dòng)；8.碰撞理論；9.算符； 10.海森伯運(yùn)動(dòng)方程、不變性原理和路徑積分； 11.角動(dòng)量和自旋；12.時(shí)間無關(guān)微擾理論；13.時(shí)間相關(guān)微擾理論；14.統(tǒng)計(jì)與不相容原理； 15.雙態(tài)系統(tǒng)；16.量子計(jì)算； 17.電磁場誘導(dǎo)的微擾； 18.形式散射理論； 19.S-矩陣和不變性原理； 20.相對論量子力學(xué)：狄拉克方程；21.1+2維狄拉克方程：對石墨烯的應(yīng)用。

本書作者注重教學(xué)需要，敘述簡明，推導(dǎo)詳盡，書中給出了許多詳解例題，易懂、易理解和接受，是一部很好的教材。這本書對于數(shù)理學(xué)科的大學(xué)生、研究生和教師都有很好的應(yīng)用價(jià)值。

量子力學(xué)最新研究范文第2篇

楹我豢盼佬塹姆⑸洌引發(fā)了這么大關(guān)注？這要從其魔法般的特性說起。

大約一百多年前，我們生活在一個(gè)很“經(jīng)典”的宇宙里，一切都合乎常情，沒有什么奇怪表現(xiàn)。隨后，量子理論出現(xiàn)了。

突然間，事物的表現(xiàn)不再總是合乎一個(gè)理性的人的料想了。在微觀尺度上，一個(gè)粒子可以同時(shí)處于兩個(gè)地方，甚至可以同時(shí)向兩個(gè)不同的方向運(yùn)動(dòng)。而且粒子之間可以互相糾纏―通過某種方式即時(shí)地遠(yuǎn)程感知、影響對方。

起源于1900年的普朗克量子力學(xué)，描述了這些看似魔法的物理現(xiàn)象。這套理論不斷獲得實(shí)驗(yàn)支持，在一百多年里催生了許多重大發(fā)明――原子彈、激光、晶體管、核磁共振等，改變了世界面貌。

量子信息技術(shù)是量子力學(xué)的最新發(fā)展。其中，用這一技術(shù)有望打造“不可攔截”的密鑰，讓通信高度保密。而未來的量子計(jì)算機(jī)，可能會比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快億萬倍。這些特性看似魔法，未來卻會成為尋常事。

中國此次發(fā)射量子衛(wèi)星的主要任務(wù)是，執(zhí)行星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這都是量子信息技術(shù)的最前沿研究，自然舉世矚目。

但是，要讓看似魔法的效果真正實(shí)現(xiàn)，還需要長期艱苦卓絕的努力。因?yàn)椋慊A(chǔ)科學(xué)研究，需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及長期的積累。

量子、引力波等許多看似枯燥無味或高深難懂的基礎(chǔ)研究，之所以吸引全球各主要國家持之以恒地研究投入，正在于它們都有著引發(fā)魔法般巨變的前景。量子力學(xué)已經(jīng)引發(fā)了社會巨變。例如，電磁波的發(fā)現(xiàn)最終使人類有了無線電通信和手機(jī)，在狹義相對論中質(zhì)能關(guān)系理論的指導(dǎo)下，科學(xué)家最終制造出了原子彈、氫彈和核反應(yīng)堆，衛(wèi)星定位等技術(shù)也借助了狹義相對論的知識。基礎(chǔ)科學(xué)研究可以帶給人類什么？它帶給人類無窮的可能。前沿基礎(chǔ)研究，探索的是“魔法”的奧秘，必將帶來社會進(jìn)步。

在今年引力波發(fā)現(xiàn)后，美國麻省理工學(xué)院校長拉斐爾?賴夫的公開信中的一段話發(fā)人深省：“基礎(chǔ)科學(xué)研究往往是艱苦的、嚴(yán)謹(jǐn)且緩慢的，但不要忘記，它又是震撼性的、革命性的和具有催化作用的。如果沒有基礎(chǔ)科學(xué)，最好的設(shè)想就無法得到改進(jìn)，‘創(chuàng)新’也只能是修修補(bǔ)補(bǔ)。只有基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步，社會才能進(jìn)步。”

量子力學(xué)最新研究范文第3篇

Abstract： Starting from the origin of the word "atoms"， this paper demonstrates the materialist view of the material and the evolution from material to physicalism in the process of human development by the time sequence of the development process of science and technology. This paper expounds the connotation and characteristics of contemporary physicalism. Compared with the engineering education of engineering postgraduate students， it analyzes the important positions of physicalism and engineering philosophical thought in the postgraduate education.

關(guān)鍵詞： 研究生教育;唯物主義;物理主義

Key words： postgraduate education; materialism; physicalism

中圖分類號：B0-0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）04-0325-02

0 引言

如何界定物質(zhì)與意識二者的主客關(guān)系歷來是唯物主義與唯心主義渭涇之分的界河。辯證唯物主義物質(zhì)本體論認(rèn)為世界根源是物質(zhì)，世間的一切都要?dú)w于物質(zhì)。各種看上去似乎非物質(zhì)的事物，如：生命、意識、道德、社會等表象，本質(zhì)都為物質(zhì)，它們的存在皆依附于物質(zhì)的存在，性質(zhì)由物質(zhì)所決定[1]。辯證唯物主義是以物質(zhì)為核心的一元論科學(xué)，是近代哲學(xué)理論的精髓之一[2]。唯心主義認(rèn)為物質(zhì)及其屬性只是一種表象，不具有第一性，真正實(shí)在的是非物質(zhì)的，物質(zhì)世界的存在依賴于某種獨(dú)立存在的心靈[3]。客觀唯心主義代表人物柏拉圖認(rèn)為“真正實(shí)在的某種抽象非物質(zhì)屬性或結(jié)構(gòu)的存在不依賴于時(shí)空，可以是永恒不變的形式或共相”，而主觀唯心主義典型代表貝克萊則認(rèn)為“物質(zhì)世界的存在依賴于某種獨(dú)立存在的心靈”。上世紀(jì)中葉，經(jīng)過實(shí)證主義和行為主義大潮洗滌，唯心主義已黯然失色，悄然離去。

1 唯物主義與物理主義

“原子”這一概念源于古希臘自然哲學(xué)家留基波和德謨克利特，他們提出的原子論代表了唯物主義對于物質(zhì)本性的一種主要理論觀點(diǎn)――辯證唯物主義世界觀。辯證唯物主義者認(rèn)為世間一切都是物質(zhì)的――物質(zhì)本體論。物質(zhì)由原子構(gòu)成，而原子是一些微小的粒子，是最小單元，它們在不停地運(yùn)動(dòng)著。這些微粒不會消亡也不會再生、它們具有一定的質(zhì)量、占據(jù)時(shí)空、靠原子間的碰撞聚集形成宏觀物體――“原子旋渦”學(xué)。然而，二十世紀(jì)初，隨著科學(xué)家對原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)識的深入，厄內(nèi)斯特?盧瑟福提出原子結(jié)構(gòu)理論并發(fā)表最重要的科學(xué)文章：在《哲學(xué)研究》上發(fā)表兩篇《物質(zhì)對α、β粒子的散射和原子的結(jié)構(gòu)》（1911）、《原子的結(jié)構(gòu)》（1914），這種觀點(diǎn)被徹底顛覆[4，5]。同時(shí)，伴隨著電子、質(zhì)子、中子、光子、聲子、輕子、介子和中微子等不斷地相繼被發(fā)現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)粒子是可再分的，并將基本粒子歸于四大類：夸克、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯粒子，成功建立了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型，在數(shù)百種眾多的基本粒子中除光子、中微子、電子、質(zhì)子等少數(shù)粒子性能穩(wěn)定與壽命長外，其它都瞬息即逝，粒子也可消亡[6]。辯證唯物主義的物質(zhì)觀受到猛烈沖擊與撼動(dòng)，從而，促使人類以全新的視角重新審視物質(zhì)。

20世紀(jì)50年代，人類開始研究時(shí)間非對稱理論，玻耳茲曼格子方法得到推廣應(yīng)用。量子力學(xué)、宇宙學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)、混沌等物理學(xué)初露，1964年貝爾建立一套定域?qū)嵲谡摬⒌玫截悹柌坏仁剑绹锢韺W(xué)家萊格特2003年建立一套非定域?qū)嵲谡摚⑼谱C得到萊格特不等式。量子力學(xué)公設(shè)與經(jīng)典物理學(xué)有著本質(zhì)的不同，它給予概率基礎(chǔ)地位。玻爾指出：“量子理論精髓，可以用量子公設(shè)表示”。量子力學(xué)以薛定諤方程為基礎(chǔ)，核心是幾率因果性和物理實(shí)在問題，用主量子數(shù)n、角量子數(shù)I、磁量子數(shù)m、自旋量子數(shù)ms等四個(gè)量子態(tài)概念表征微觀體系狀態(tài)，深化了人們對物理實(shí)在的理解。基于現(xiàn)代物理學(xué)理論，無論物質(zhì)以何種形式存在，辯證唯物主義提到的物質(zhì)將不再是唯一實(shí)在的。在現(xiàn)代物理學(xué)沖擊下，傳統(tǒng)物質(zhì)觀變得不甚一擊，此時(shí)，唯物主義者已難以給出“物質(zhì)”精準(zhǔn)定義。恩格斯指出：“隨著自然科學(xué)領(lǐng)域中每一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)，唯物主義也必然要改變自己的形式”。為此“物理主義”應(yīng)運(yùn)而生，唯物主義遞升為物理主義。物理主義規(guī)避了唯物主義者面對的難題，承繼著唯物主義傳遞的火炬，繼續(xù)與唯心主義抗衡。“物理主義”被視為唯物主義在當(dāng)代的發(fā)展，是唯物主義最新翻版，最新形式。物理主義者視自己為唯物主義繼承人，發(fā)揚(yáng)了唯物主義。

2 物理主義的掘起

所謂物理主義是從心靈哲學(xué)中發(fā)展起來的一種形而上學(xué)的觀點(diǎn)[7]，最早由紐拉特和卡爾納普在1930年將“物理主義”一詞引入哲學(xué)領(lǐng)域，并將其視為一個(gè)語義學(xué)論點(diǎn)。物理主義的核心是“一切都是物理的”。目前，存在十多個(gè)版本的物理主義，包括：先天物理主義、后天物理主義、戴維森的非還原物理主義、還原式物理主義等。嚴(yán)格地講，物理主義僅僅是關(guān)于心靈或心身關(guān)系的一個(gè)形而上學(xué)的綱領(lǐng)。物理主義哲學(xué)家希望通過物理方法證明現(xiàn)實(shí)世界的物理特性一定會決定現(xiàn)實(shí)世界相對應(yīng)的意識感受特性。各種版本的物理主義都是對心理―物理關(guān)系的一種解答[8]。在眾多的版本中，本體論自然主義具有最強(qiáng)音。本體論是一種追求“本質(zhì)”，“真理”的哲學(xué)理論。如：對原子結(jié)構(gòu)的闡釋應(yīng)用的是量子場中粒子本體論及規(guī)范場論中的規(guī)范玻色子。自然主義認(rèn)為自然科學(xué)方法是最可靠的、也是唯一可靠的認(rèn)識世界的方法。將物理主義看成自然主義，主要根源是大多數(shù)的物理主義者同時(shí)也是自然主義者。馬克思的所謂自然主義是指用自然界及其規(guī)律來解釋一切的學(xué)說[9]。

物理主義存在兩大論證：方法論自然主義和因果閉合性。

方法論自然主義觀點(diǎn)認(rèn)為世界根據(jù)自然規(guī)律運(yùn)動(dòng)，人類可以根據(jù)自然規(guī)律去認(rèn)識世界，這種認(rèn)知無須涉及超自然的力量。使用方法論假設(shè)可觀察的自然現(xiàn)象只能由自然原因來解釋，而不假設(shè)超自然能力是否存在，因此也不接受超自然的解釋。佩洛克提醒人們要注意區(qū)分方法論自然主義與形而上學(xué)自然主義，后者是一種唯物主義的無神論觀念，它認(rèn)為自然就是人們所見到的那樣，不以上帝或人們的意志為轉(zhuǎn)移。佩洛克指出：方法論的自然主義并沒有承諾直接表明世界中存在著什么，而是作為承諾去尋求一組有關(guān)理解世界的可靠途徑的方法，典型的是自然科學(xué)的方法，直接去關(guān)注這些方法能夠發(fā)現(xiàn)什么。

18世紀(jì)，康德提出了太陽系起源的星云學(xué)說，原子論和元素論開創(chuàng)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的科研模式，最終建立了現(xiàn)代原子學(xué)說。熱質(zhì)說和以太說引領(lǐng)了熱力學(xué)、光學(xué)和電磁波理論的發(fā)展。量子規(guī)范場論和粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的成功，標(biāo)志著理論物理學(xué)的建立。達(dá)爾文的進(jìn)化論、牛頓的能量守恒定律、德國生物學(xué)家M.J.施萊登和T.A.H.施萬提出的細(xì)胞學(xué)說、托馬斯―摩爾根創(chuàng)建的現(xiàn)代基因?qū)W說，這些自然科學(xué)結(jié)論在一定程度上揭示了自然界在特定領(lǐng)域中的普遍存在的內(nèi)在規(guī)律，從而證明物理科學(xué)理論是一個(gè)封閉系統(tǒng)[10]。早在1970年斯泰因已指出：“量子場論是形而上學(xué)研究的當(dāng)代焦點(diǎn)”。薛定諤方程只適用于封閉量子系統(tǒng)，量子態(tài)遵循決定論的演化。凝聚態(tài)物理學(xué)的自發(fā)性對稱破缺概念啟示人類，心靈是一種隨對稱性降低、復(fù)雜性增加和自組織發(fā)展而突現(xiàn)的高級性質(zhì)。20世紀(jì)理論物理學(xué)的兩大進(jìn)展，廣義相對論的創(chuàng)立和量子力學(xué)的興起，從兩個(gè)不同的角度對經(jīng)典物理學(xué)發(fā)起挑戰(zhàn)，廣義相對論重創(chuàng)了粒子或場所處的經(jīng)典時(shí)空概念，量子力學(xué)否定了經(jīng)典物質(zhì)概念。若將宇宙作為一整體研究，量子力學(xué)適用范圍受到制約，出現(xiàn)了邊界效應(yīng)，量子力學(xué)與廣義相對論對“黑洞―萬有引力”現(xiàn)象的解釋相悖論，為此，需要建立新的“量子引力”理論，包括大爆炸和弦理論。這就是物理主義的因果閉合性的典型表現(xiàn)。

3 研究生教育中“物理主義”滲透

工科研究生教學(xué)中觸及的“物理主義”概念繁雜、精深，如何在教學(xué)中向?qū)W生滲透“物理主義”概念、思維及方法，如何培養(yǎng)學(xué)生的懷疑批判精神，培養(yǎng)學(xué)生的工程哲學(xué)理念與思想，是每位研究生導(dǎo)師的必修課。

工程哲學(xué)思想的起源可追溯到19世紀(jì)早期至20世紀(jì)中葉，“工程哲學(xué)”概念通常是指建立在技術(shù)哲學(xué)基礎(chǔ)上的一種新的哲學(xué)語義詞。工程哲學(xué)主要涉及工程本體論、工程知識、工程倫理、工程設(shè)計(jì)、工程教育等內(nèi)容，這些知識在工科研究生教學(xué)中舉足輕重，研究生導(dǎo)師必須清楚理解、掌握并深入研究，才能更好的指導(dǎo)學(xué)生。

工科碩士研究生畢業(yè)后多數(shù)從事工程技術(shù)工作或工程活動(dòng)，所謂工程技術(shù)工作或工程活動(dòng)是通過某個(gè)群體或個(gè)體的勞動(dòng)創(chuàng)造使用價(jià)值的過程。工程活動(dòng)包含微觀、中觀、宏觀三個(gè)層次[11]，微觀層次涉及工程設(shè)計(jì)人員、工程項(xiàng)目和工程企業(yè)，中觀層次涉及產(chǎn)業(yè)、集群、區(qū)域，宏觀層次涉及國家乃至全球工程整體，需要多維度的組織與管理。針對這一現(xiàn)象，工科碩士研究生在校的工程教育問題尤為重要，主要是工程學(xué)科專業(yè)課程設(shè)置的科學(xué)性、適用性、前瞻性、工程學(xué)位審定的合理性與公允性等。工程設(shè)計(jì)是工科研究生主要訓(xùn)煉項(xiàng)目，涉及不同工程領(lǐng)域中不同設(shè)計(jì)方法的講授、工程設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)及訓(xùn)煉、工程設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐鍛煉等，導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)從具體的案例分析入手對上述各問題進(jìn)行闡述，在教授過程中伴隨著物理主義思想的“滲透”。

參考文獻(xiàn)：

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量子力學(xué)最新研究范文第4篇

關(guān)鍵詞：微電子；半導(dǎo)體物理；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)方法

作者簡介：湯乃云（1976-），女，江蘇鹽城人，上海電力學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，副教授。（上海200090）

基金項(xiàng)目：本文系上海自然科學(xué)基金（編號：B10ZR1412400）、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目（編號：10110502200）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）13-0059-02

隨著半導(dǎo)體和集成電路的迅猛發(fā)展，微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到電子信息學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域，電子、通信、控制等諸多學(xué)科都融合了微電子科學(xué)的基礎(chǔ)知識。[1]作為微電子技術(shù)的理論基礎(chǔ)，半導(dǎo)體物理研究、半導(dǎo)體材料和器件的基本性能和內(nèi)在機(jī)理是研究集成電路工藝、設(shè)計(jì)及應(yīng)用的重要理論基礎(chǔ)；作為微電子學(xué)相關(guān)專業(yè)的特色課程及后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)，“半導(dǎo)體物理”的教學(xué)直接影響了后續(xù)專業(yè)理論及實(shí)踐的教學(xué)。目前，對以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的微電子類相關(guān)專業(yè)，如電子科學(xué)與技術(shù)、微電子、集成電路設(shè)計(jì)等，均強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力，注重學(xué)生的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在課程設(shè)置及教學(xué)上輕視基礎(chǔ)理論課程。由于“半導(dǎo)體物理”的理論較為深?yuàn)W，知識點(diǎn)多，涉及范圍廣，理論推導(dǎo)復(fù)雜，學(xué)科性很強(qiáng)，對于學(xué)生的數(shù)學(xué)物理的基礎(chǔ)要求較高。對于沒有固體物理、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理等基礎(chǔ)知識背景的微電子學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，在半導(dǎo)體物理的學(xué)習(xí)和理解上都存在一定的難度。因此需要針對目前教學(xué)過程中存在的問題與不足，優(yōu)化和整合教學(xué)內(nèi)容，探索形象化教學(xué)手段，結(jié)合科技發(fā)展熱點(diǎn)問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高半導(dǎo)體物理課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、循序漸進(jìn)，有增有減，構(gòu)建合理的教學(xué)內(nèi)容

目前，國內(nèi)微電子專業(yè)大部分選用了電子工業(yè)出版社劉恩科等編寫的《半導(dǎo)體物理學(xué)》，[2]教材知識內(nèi)容體系完善，涉及內(nèi)容范圍廣、知識點(diǎn)多、理論推導(dǎo)復(fù)雜、學(xué)科交叉性強(qiáng)。該教材的學(xué)習(xí)需要學(xué)生有扎實(shí)的固體物理、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理以及數(shù)學(xué)物理方法等多門前置學(xué)科的基礎(chǔ)知識。但是在以培養(yǎng)工程技術(shù)人員為目標(biāo)的微電子學(xué)類專業(yè)中，國內(nèi)大部分高校均未開設(shè)量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)及固體物理學(xué)等相應(yīng)的前置課程。學(xué)生缺少相應(yīng)固體物理、統(tǒng)計(jì)物理與量子力學(xué)等背景知識，沒有掌握相關(guān)理論基礎(chǔ)，對半導(dǎo)體物理的學(xué)習(xí)感到頭緒繁多，難以理解，容易產(chǎn)生畏學(xué)和厭學(xué)情緒。

在課程教學(xué)中教師必須根據(jù)學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)，把握好課程的內(nèi)容安排，抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)，對原有的教材進(jìn)行補(bǔ)充更新，注意將部分量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、固體物理學(xué)等相關(guān)知識融合貫穿在教學(xué)中，避免學(xué)生在認(rèn)識上產(chǎn)生跳躍。例如在講解導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)內(nèi)容前，可以增加2-3個(gè)學(xué)時(shí)的量子力學(xué)和固體物理學(xué)中基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生在課程開展前熟悉晶體的結(jié)構(gòu)，了解晶格、晶胞、晶向、晶面、晶格常數(shù)等基本概念，掌握晶向指數(shù)、晶面指數(shù)的求法，了解微觀粒子的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在講解半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)前，增加兩個(gè)學(xué)時(shí)量子力學(xué)知識，使學(xué)生了解粒子的波粒二象性，掌握晶體中薛定諤方程及其求解的基本方法。在進(jìn)行一些復(fù)雜的公式推導(dǎo)時(shí)，隨時(shí)復(fù)習(xí)或補(bǔ)充一些重要的高等數(shù)學(xué)定理及公式，如泰勒級數(shù)展開等。這些都是學(xué)習(xí)“半導(dǎo)體物理學(xué)”必備的知識，只有在透徹理解這些基本概念的前提下，才能對半導(dǎo)體課程知識進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)和掌握。

另一方面，對于微電子學(xué)專業(yè)來講，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，“半導(dǎo)體物理”課程中的部分教學(xué)內(nèi)容對于工科本科學(xué)生來說過于艱深，因此在滿足本學(xué)科知識的連貫性、系統(tǒng)性與后續(xù)專業(yè)課需要的前提下，大量刪減了涉及艱深物理理論及復(fù)雜數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的內(nèi)容，如在講述載流子在電場中的加速以及散射時(shí)，可忽略載流子熱運(yùn)動(dòng)速度的區(qū)別及各向異性散射效應(yīng)，即玻耳茲曼方程的引入，推導(dǎo)及應(yīng)用可省略不講。

二、豐富教學(xué)手段，施行多樣化教學(xué)方法，使教學(xué)形象化

半導(dǎo)體物理的特點(diǎn)是概念多、理論多、物理模型抽象，不易理解，如非平衡載流子的一維飄移和擴(kuò)散，載流子的各種復(fù)合機(jī)理，金屬和半導(dǎo)體接觸的能帶圖等。這些物理概念和理論模型單一從課本上學(xué)習(xí)，學(xué)生會感覺內(nèi)容枯燥，缺少直觀性和形象性，學(xué)習(xí)起來比較困難。為了讓學(xué)生能較好地掌握這些模型和理論，需要采用多樣化的教學(xué)方法，充分利用PPT、Flash等多媒體軟件、實(shí)物模型、生產(chǎn)錄像等多種信息化教學(xué)手段，模擬微觀過程，使教學(xué)信息具體化，邏輯思維形象化，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和主動(dòng)性。同時(shí)，教師除開展啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性外，[3，4]還可以應(yīng)用類比方法幫助他們理解物理概念或模型。如講半導(dǎo)體材料中的缺陷及躍遷機(jī)制時(shí)，為了幫助學(xué)生理解，可以做一個(gè)類比：將階梯教師里單位面積的座位數(shù)比做晶格各能級上的電子能態(tài)密度，把學(xué)生當(dāng)作電子，一個(gè)學(xué)生坐在某一排的某個(gè)座位上，即認(rèn)為這個(gè)電子被晶格束縛。當(dāng)有外來學(xué)生進(jìn)入教室，在教室過道上走動(dòng)時(shí)，可類比為間隙式缺陷；而當(dāng)外來學(xué)生取代現(xiàn)有學(xué)生的座位時(shí)，可類比為填隙式缺陷等等。通過類比，學(xué)生對半導(dǎo)體內(nèi)部的點(diǎn)缺陷的概念的理解就清楚形象多了。

三、結(jié)合微電子行業(yè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，以市場為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生興趣

微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實(shí)際上就是固體物理與半導(dǎo)體物理不斷發(fā)展和創(chuàng)新的過程，[5]1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲器、CPU、非揮發(fā)存儲器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明，都與一系列的固體物理、[6]半導(dǎo)體物理及材料科學(xué)的重大突破有關(guān)。縱觀微電子工業(yè)的發(fā)展，究竟是哪些半導(dǎo)體理論推動(dòng)了微電子技術(shù)的發(fā)展，哪些科學(xué)家推導(dǎo)并得出了這些理論？他們在理論推導(dǎo)的同時(shí)遇到了哪些困難？這些理論規(guī)律又起源于哪些實(shí)驗(yàn)？到了21世紀(jì)，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域，[5，6]即以硅基CMOS電路為主流工藝，系統(tǒng)芯片SOC（System On A Chip）為發(fā)展重點(diǎn)，量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)；[7]與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點(diǎn)，如MEMS，DNA Chip等，也都于半導(dǎo)體科學(xué)相關(guān)。這些新的微電子發(fā)展趨勢主要涉及半導(dǎo)體物理中的哪些知識？涉及哪些領(lǐng)域等？

針對以上問題，教師在講授半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)上，對教材進(jìn)行補(bǔ)充更新。在保持基礎(chǔ)知識體系完整性的同時(shí)，避免面面俱到，刪減課本中一些不必要的內(nèi)容，大量加入近幾十年來發(fā)展成熟的新理論、新知識，突出研究熱點(diǎn)問題，力求做到基礎(chǔ)性和前瞻性的緊密結(jié)合，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的同時(shí)對微電子發(fā)展歷史中半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展趨勢有一個(gè)清晰地認(rèn)識，讓學(xué)生能從中掌握事物的本質(zhì)，促進(jìn)思維的發(fā)展，形成技能；同時(shí)注重與信息化技術(shù)相結(jié)合，將近幾年半導(dǎo)體技術(shù)的最新研究成果，如太陽能電池等半導(dǎo)體光伏發(fā)電技術(shù)在國家綠色能源戰(zhàn)略上的地位，半導(dǎo)體光電探測器在國家航天戰(zhàn)略上的應(yīng)用等，使學(xué)生能及時(shí)掌握半導(dǎo)體技術(shù)前沿發(fā)展趨勢。將這些問題分成若干個(gè)相關(guān)的專題分派給學(xué)生，學(xué)生自行查閱和搜集資料，他們在課堂上講述該專題，教師加以引導(dǎo)和幫助。這種方式不僅充分調(diào)動(dòng)課堂氣氛，加深他們對所學(xué)知識的理解，同時(shí)也讓學(xué)生學(xué)習(xí)了半導(dǎo)體物理課程在微電子專業(yè)中課程體系的作用，在科學(xué)意識上加深了半導(dǎo)體物理課程的重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和欲望。

同時(shí)，為幫助學(xué)生了解學(xué)術(shù)前沿，培養(yǎng)專業(yè)興趣，還可邀請校內(nèi)外的專家做講座，學(xué)生可以利用課余時(shí)間，根據(jù)自己的興趣選擇聽取，加深對半導(dǎo)體物理課程的了解，培養(yǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

四、總結(jié)

總之，“半導(dǎo)體物理學(xué)”是微電子技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。在“半導(dǎo)體物理”教學(xué)過程中，應(yīng)積極采用現(xiàn)代化教學(xué)手段提高學(xué)生積極性，在教學(xué)過程中合理安排教學(xué)內(nèi)容，與時(shí)俱進(jìn)引入科技熱點(diǎn)，削弱傳統(tǒng)的課本知識與市場需求的鴻溝，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的微電子人才。

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[3]陳國英.《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》課程教學(xué)的思考[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,(6):56-57.

[4]王印月,趙猛.改革半導(dǎo)體課程教學(xué)融入研究性學(xué)習(xí)思想[J].高等理科教育,2003,(1):69-71.

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1999,(4):4-11.

量子力學(xué)最新研究范文第5篇

雙核？四核？你落伍了。據(jù)報(bào)道，國產(chǎn)手機(jī)廠商華為將推出A15架構(gòu)的海思八核處理器，似乎預(yù)示著本年度將會是Android手機(jī)的八核元年。雖然持反對意見的一方認(rèn)為，現(xiàn)在即便是四核處理器，仍存在能耗高、待機(jī)時(shí)間不足等問題，因此在電池續(xù)航技術(shù)未有重大突破的情況下，進(jìn)一步推多核處理器只是“刻舟求劍”。但無論如何，華為正在縮短與全球一流處理器生產(chǎn)商之間的差距。

微點(diǎn)評：如果你有留意最新手機(jī)業(yè)界動(dòng)態(tài)，想必你一定知道三星不久前也了旗下第一款八核手機(jī)處理器Exynos 5 Octa，而華為明顯也不甘示弱。無論成敗，國產(chǎn)廠商的這種進(jìn)取精神讓人佩服。

愛因斯坦又贏了：時(shí)空本質(zhì)平滑

據(jù)美國太空網(wǎng)報(bào)道，根據(jù)一項(xiàng)最新研究表明，時(shí)空是平滑的而不是泡沫狀的，這項(xiàng)研究成果可能意味著，在這方面愛因斯坦的理論戰(zhàn)勝了其后的許多量子物理學(xué)家。在廣義相對論中，愛因斯坦將時(shí)空描述為在根本上是光滑的，只有在受到能量或物質(zhì)的作用下才會發(fā)生扭曲。然而一些量子物理學(xué)家們對此持有不同意見，他們認(rèn)為時(shí)空并不是連續(xù)的，而是由大量微小的粒子組成的，這些粒子不斷出現(xiàn)和消失。而根據(jù)此次最新的研究結(jié)果，在這個(gè)問題上愛因斯坦可能是正確的。

微點(diǎn)評：這項(xiàng)結(jié)果對于認(rèn)為時(shí)空泡沫存在的量子論是一個(gè)重大打擊，盡管這還并非致命性的一擊。作為當(dāng)代物理學(xué)的兩大支柱，相對論和量子力學(xué)卻在很多地方有相悖之處。這個(gè)成果，是愛因斯坦的勝利，但或許到愛因斯坦失敗的那天，才是人類科技取得突破性進(jìn)展的時(shí)刻。

陜西石茆遺址橫空出世：或改寫中華文明史