我国半导体产业现状及前景分析全球半导体产业向亚太转移,我国半导体产业融入全球产业链全球半导体市场规模06年达到亿美元。主要应用领域包括计算机、消费电子、通信等。在电子制造业转移和成本差异等因素的作用下,全球半导体产业向亚太地区转移趋势明显。我国内地半导体产业发展滞后于先进国家,内地企业多位于全球产业链的中下游环节。我国半导体产业成为全球产业链的组成部分,产量和产值提高迅速,但是产品技术含量和附加值偏低。2007年半导体产业大幅波动,长远发展前景良好半导体产业的硅周期难以消除。2007年上半年,在内存价格上升等因素作用下,全球半导体市场增速明显下滑。至2007年下半年,由于多余库存的降低、资本支出的控制,半导体市场开始回升。预计2008年,半导体产业增速恢复到一个较高的水平。长远来看,支撑半导体产业发展的下游应用领域仍然处在平稳发展阶段,半导体产业的技术更新也不曾停滞。产品更新与需求形成互动,推动半导体产业持续增长。我国半导体市场规模增速远快于全球市场我国半导体市场既受全球市场的影响,也具有自身的运行特点。我国半导体应用产业中,PC等传统领域仍保持平稳增长,消费电子、数字电视、汽车电子、医疗电子等领域处于快速成长期,3G通信等领域处于成长前期。我国集成电路市场规模增速远快于全球市场,是全球市场增长的重要拉动元素。2006年,我国集成电路市场已经成为全球最大市场。我国半导体产业规模迅速扩大,产业结构逐步优化我国半导体产业规模同样快速提高。在封装测试业保持高速增长的同时,设计和制造业的比例逐步提高,产业结构得到优化。在相关管理部门、科研机构和企业的共同努力下,我国系统地开展了标准制定和专利申请工作,有效地保障本土企业从设计、制造等中上游产业链环节分享内地快速增长的电子设备市场。分立器件、半导体材料行业是我国半导体产业的重要组成部分集成电路是半导体产业的最大组成部分。分立器件、半导体材料和封装材料也是半导体产业的重要组成部分。我国内地分立器件和半导体材料市场和产业也处于快速增长之中。上市公司我国内地半导体产业上市公司面对诸多挑战。技术升级和产品更新是企业生存发展的前提。半导体材料生产企业有较强的定价能力,在保持产品换代的前提下,有较大的成长空间;封装测试公司整体状况较好;分立器件企业发展不均。全球半导体产业简况根据WSTS统计,2006年全球半导体市场销售额达2477亿美元,比2005年增长;产量为5192亿颗,比2005年增长;ASP为美元,比2005年下降。从全球范围来看,包括计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(ConsumerElectronics)在内的3C产业是半导体产品的最大应用领域,其后是汽车电子和工业控制等领域。美、日、欧、韩以及中国台湾是目前半导体产业领先的国家和地区。2006年世界前25位的半导体公司全部位于美国、日本、欧洲、韩国。2005年,美国和日本分别占有48%和23%的市场份额,合计达71%。韩国和台湾的半导体产业进步很快。韩国三星已经位列全球第二;台积电(TSMC)的收入在2007年上半年有了很大的提高,排名快速升至第6,成为2007年上半年进入前20名的唯一一家台湾公司,这从一个侧面反映了台湾代工业非常发达。中国市场简况中国已经成为全球第一大半导体市场,并且保持较高的增长速度。2006年,中国半导体市场规模突破5800亿,其中集成电路市场达4863亿美元,比2005年增长,远高于全球市场的增速。我国市场已经达到全球市场份额的四分之一强。在市场增长的同时,我国半导体产业成长迅速。以集成电路产业为例,2006年国内生产集成电路亿块,同比增长。实现收入亿元,同比增长。我国半导体产业规模占世界比重还比较低,但远高于全球总体水平的增长率让我们看到了希望。中国集成电路的应用领域与国际市场有类似之处。2006年,3C(计算机、通信、消费电子)占了全部应用市场的,高于全球比例。而汽车电子的比例,比起2005年的有所提高,仍明显低于全球市场的。与此相对应的是,我国汽车市场销量呈增长态势,汽车电子国产化比例逐步提高。这说明,在汽车电子等领域,我国集成电路应用仍有较大成长空间。我国在国际半导体产业中所处地位我国半导体市场进口率高,超过80%的半导体器件是进口的。国内半导体产业收入远小于国内市场规模。2006年国内IC市场规模达5800亿,而同期国内IC产业收入是亿。我国有多个电子信息产品产量已经位居全球第一,包括台式机、笔记本电脑、手机、数码相机、电视机、DVD、MP3等。中国已超过美国成为世界上最大的集成电路产品应用国。但目前国内企业只能满足不到20%的集成电路产品需求,其他依赖进口。中国大陆市场的半导体产品前十名的都是跨国公司。这十家公司平均21%的收入来自中国市场。这与中国市场占全球市场规模的比例基本吻合。2006年这十家公司在中国的收入总和占到中国大陆半导体市场规模的。上述两组数字从另一个侧面反映出跨国公司占有国内较高市场份额。国内半导体市场对进口产品依赖性高。虽然我国半导体进口量非常大,但出口比例也非常高。2005年国内半导体产品有64%出口。这种现象被称为“大进大出”,主要是由我国产业链特点造成的。总的来看,我国IC进口远远超过出口。据海关统计,2006年我国集成电路和微电子组件进口额为1035亿美元,出口额为200亿美元,逆差巨大。由于我国具有劳动力竞争优势,国际半导体企业把技术含量相对较低、劳动密集型的产业链环节向我国转移。我国半导体产业逐渐成为国际产业链的一环。产业链调整和转移的结果是,我国半导体产业在低技术、劳动密集型和低附加值的环节得到了优先发展。2006年,我国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别是、和。一般认为比较合理的比例是3:4:3。封装测试在我国先行一步,发展最快,规模也最大,是全球半导体产业向中国转移比较充分的环节。而处于上游的IC设计成为最薄弱的环节。芯片制造业介于前两者之间,目前跨国公司已经开始把芯片制造逐步向我国转移,中芯国际等国内企业发展也比较快。这样的产业结构特点说明,国内的半导体企业多数并未直接面对半导体产品的用户—电子设备制造商和工业、军事设备制造商,甚至多数也没有直接分享国内市场。更多的是充当国际半导体产业链的一个中间环节,间接服务于国际国内电子设备市场。这种结构,利润水平偏低,定价能力不强,客户结构对于企业业绩影响较大。究其原因,还是国内技术水平低,高端核心芯片、关键设备、材料、IP等基本依赖进口,相关标准和专利受制于人。国内企业发展也不够成熟,规模偏小,设计、制造、应用三个环节脱节。与产业链地位相对应,我国大陆的企业多为Foundry(代工)企业,这与台湾的产业特点相类似。国际上大的半导体跨国公司多为IDM形式。2007全球半导体市场波动,未来增长前景良好半导体产业长期具有行业波动性硅周期性依然将长期存在。这是由半导体产业所处的位置决定的。半导体产业本身具有较长的产业链环节。同时,半导体产业本身是电子设备大产业链的一个中间环节。下游需求和价格变动等外在扰动因素、产业技术升级等内在扰动因素必然在整个产业链产生传导作用。传导过程存在延时,从而导致半导体公司的反应滞后。半导体产业只有提高自身的下游需求预见性,及早对价格、需求和库存等变动做出预测,从而尽量减小波动的幅度。但是,半导体产业的波动性将长期存在。2006年全球手机销售量增加21%2006年全球手机销售量为亿部,同比增长21%,其中,2006年四季度售出亿部,占全年。Gartner预测2007年手机销量为12亿部,比2006年增加2亿部。手机市场增长平稳。手机作为个人移 动终端,除了通信和已经得到初步普及的音乐播放功能外,将集成越来越多的功能,包括GPS、手机电视等等。3G的逐渐部署也极大促进手机市场的增长。手机用芯片包括信号处理、内存和电源管理等。图9反映了手机用内存需求的增加情况。2006至2011年全球数字电视机市场将增长一倍iSuppli预测,从2006年至2011年全球数字电视机半导体市场将增长一倍,从71亿美元增至142亿美元。数字电视机的芯片应用包括输入/输出电路、驱动电路、电源管理等方面。带动数字电视机增长的因素有多种,包括平板电视价格下降,新一代DVD播放机普及,高清电视推广等。此外,许多国家的政府都宣布了从模拟电视切换到数字电视广播系统的计划。例如,2009年2月17日,全美模拟电视将停播,全部切换为数字电视广播。中国内地半导体产业的“生态”环境中国大陆半导体产业作为国际产业链的一个环节,企业形态以代工型企业(foundry)为主,产业结构偏重封装测试环节,半导体制造快速发展,未来我国半导体产业与国际产业大环境的联系将愈发密切。总的来看,国内企业规模和市场份额相对较小,产品单一,企业发展和技术水平还不够成熟稳定,行业处于成长期。下游通信、消费电子、汽车电子等产业同样是正在上升的市场,发展程度低于国际先进水平,发展速度快于国际平均水平。各种因素共同作用,使得我国半导体产业发展并非完全与国际同步,具备自身的产业“生态环境”,具有不同的发展特点。2007年上半年,虽然全球市场增速只有2%,但我国内地依然保持了较高的增长速度。上半年中国集成电路总产量同比增长,达到亿块。共实现销售收入总额亿元,同比增长。收入增长与2006上半年的48%相比有所回落,部分是受国际市场的影响,但相当大的程度还是国内产业收入基数增大等因素及内在发展规律所致。我国半导体市场和产业规模增长远快于全球整体增速受益于国际电子制造业向我国内地转移,以及国内计算机、通信、电子消费等需求的拉动,我国内地半导体市场规模的增长远快于全球市场的增长速度,已经成为全球半导体市场增长的重要推动区域。作为半导体产业的重要组成部分,国内集成电路产业规模也是全球增长最快的。上世纪90年代初,我国IC产业规模仅有10亿元,至2000年突破百亿元,用了近10年时间;而从2000年的百亿元增至2006年的千亿元,只用了6年时间。今年年底,中国集成电路产业收入总额有望超过全球8%,提前实现我国“十一五”规划提出的“到2010年国内集成电路产业规模占全球8%份额”的目标。我国半导体应用产业处在高速发展阶段PC、手机等传统领域发展依然平稳,同时多媒体播放GPS和手机电视为手机等移 动终端带来了新的增长点。我国数字电视、3G、汽车电子、医疗电子等领域发展进程有别于国际水平,未来几年内将进入高速发展阶段,有力促进国内半导体需求。抢占标准制高点,充分利用国内市场资源其实,从目前的角度来看,我国市场规模的快速增长,国内企业在某种程度的程度还不是直接受益者。这是由国内半导体产业在国际产业链中所处的位置所决定的。这一情况在逐步改善,其中最重要的一点,就是我国在标准和专利方面取得突破。国内的管理部门、专家团队、科研机构和企业已经具有了产业发展的规划能力和前瞻性。在国内相关发展规划的指导下,产业管理部门、科研机构和企业的共同努力,促使3G通信标准TD-SCDMA、数字音视频编解码标准AVS标准、数字电视地面传输国家标准DTMB等系列国内标准出台;手机电视标准虽然尚未明确,但CMMB等国内标准已经打下了良好的基础。这些国有标准虽然未必使国内公司独享这些领域的半导体设计和制造市场,但是标准的制定主要是依靠国内科研机构和企业。在标准制定的过程之中,这些科研机构和企业已经系统地实现了相关技术,研发出了验证产品,取得先入优势。标准制定的同时,国内科研机构已经开展专利池的建设。这样,国内半导体产业就具备了分享这些领域的国内市场的有利条件。我们有理由相信,国内数字电视、消费电子等产业进一步发展,已经对国内半导体产业等上游产业具有了昔日不可比拟的带动能力,本土半导体公司可以更加直接的“触摸”到国内半导体应用产业了。产业链结构缓慢向上游迁移自有标准体系的建立,使国内半导体产业的发展具备了一定的优势。身处有利的“生态环境”内,我国半导体产业发展前景良好。目前,我国半导体产业结构已经在逐渐发生变化。2002年,中国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别为、、和,2006年,这一数字变为、和。设计、制造、封装测试三业并举,我国半导体产业才能产生更好的协同作用,国际公认的合理比例是3:4:3。我国半导体产业比例的改变,说明我国集成电路产业在向中上游延伸,但距离理想的比例还有差距。设计和制造业需要更快的提高。芯片设计水平和收入逐步提高从集成电路产业链的角度来看,只有掌握了设计,使产业链结构趋于合理,才能掌握我国IC产业的主动权,才能进入IC产业的高附加值领域。近年来,我国集成电路的设计水平不断提高。20%的设计企业能够进行微米、100万门的IC设计,最高设计水平已达90纳米、5000万门。虽然我国半导体产业很多没有直接分享国内3G、消费电子等领域的高成长。但是,这些领域确实对我国IC设计业的发展提供了良好的发展契机。例如,鼎芯承担了中国3G“TD-SCDMA产业化”国家专项,并在2006年成为中国TD产业联盟第一家射频成员;展讯通信(上海)有限公司是一家致力于手机芯片研发的半导体企业,2006年的销售额达亿元。内地排名第一的芯片设计企业是珠海炬力集成电路设计有限公司(晶门科技总部位于香港),MP3芯片产品做的比较成功,去年的销售额达到了亿美元。中星微电子和展讯通信公司先后获得国家科技最高奖—国家科技进步一等奖。芯片生产线快速增长我国新建IC芯片生产线增长很快。从2006年至今增加了10条线,平均每年增加6条。已经达到最高90纳米、主流技术微米的技术水平。12英寸和8英寸芯片生产线产能在国内晶圆总产能中所占的比重则已经超过60%。跨国企业加快了把芯片制造环节向国内转移的速度,Intel也将在大连投资25亿兴建一座芯片生产厂。建成投产后形成月产12英寸、90纳米集成电路芯片52000片的生产能力,主要产品为CPU芯片组。目前我国大尺寸线比例仍然偏小,生产线的总数占全世界的比例也还小于10%。“十一五”期间我国IC生产线有望保持快速增加。
半导体射线探测器最初约年研究核射线在晶体上作用, 表明射线的存在引起导电现象。但是, 由于测得的幅度小、存在极化现象以及缺乏合适的材料, 很长时间以来阻碍用晶体作为粒子探测器。就在这个时期, 气体探测器象电离室、正比计数器、盖革计数器广泛地发展起来。年, 范· 希尔顿首先较实际地讨论了“ 传导计数器” 。在晶体上沉积两个电极, 构成一种固体电离室。为分离人射粒子产生的载流子, 须外加电压。许多人试验了各种各样的晶体。范· 希尔顿和霍夫施塔特研究了这类探测器的主要性质, 产生一对电子一空穴对需要的平均能量, 对射线作用的响应以及电荷收集时间。并看出这类探测器有一系列优点由于有高的阻止能力, 人射粒子的射程小硅能吸收质子, 而质子在空气中射程为, 产生一对载流子需要的能量比气体小十倍, 在产生载流子的数目上有小的统计涨落, 又比气体计数器响应快。但是, 尽管霍夫施塔特作了许多实验,使用这种探侧器仍受一些限制, 像内极化效应能减小外加电场和捕捉载流子, 造成电荷收集上的偏差。为了避免捕捉载流子, 需外加一个足够强的电场。结果, 在扩散一结, 或金属半导体接触处形成一空间电荷区。该区称为耗尽层。它具有不捕捉载流子的性质。因而, 核射线人射到该区后, 产生电子一空穴载流子对, 能自由地、迅速向电极移动, 最终被收集。测得的脉冲高度正比于射线在耗尽层里的能量损失。要制成具有这种耗尽层器件是在年以后, 这与制成很纯、长寿命的半导体材料有关。麦克· 凯在贝尔电话实验室, 拉克· 霍罗威茨在普杜厄大学首先发展了这类探测器。年, 麦克· 凯用反偏锗二极管探测“ 。的粒子, 并研究所产生的脉冲高度随所加偏压而变。不久以后, 拉克· 霍罗威茨及其同事者测量一尸结二极管对。的粒子, “ , 的刀粒子的反应。麦克· 凯进行了类似的实验, 得到计数率达, 以及产生一对空穴一电子对需要的能量为土。。麦克· 凯还观察到,加于硅、锗一结二极管的偏压接近击穿电压时, 用一粒子轰击, 有载流子倍增现象。在普杜厄大学, 西蒙注意到用粒子轰击金一锗二极管时产生的脉冲。在此基础上, 迈耶证实脉冲幅度正比于人射粒子的能量, 用有效面积为二“ 的探测器, 测。的粒子, 得到的分辨率为。艾拉佩蒂安茨研究了一结二极管的性质, 载维斯首先制备了金一硅面垒型探测器。年以后, 许多人做了大量工作, 发表了广泛的著作。沃尔特等人讨论金一锗面垒型探测器的制备和性质, 制成有效面积为“ 的探测器, 并用探测器, 工作在,测洲的粒子, 分辨率为。迈耶完成一系列锗、硅面垒型探测器的实验用粒子轰击。年, 联合国和欧洲的一些实验室,制备和研究这类探测器。在华盛顿、加丁林堡、阿什维尔会议上发表一些成果。如一结和面垒探测器的电学性质, 表面状态的影响, 减少漏电流, 脉冲上升时间以及核物理应用等等。这种探测器的发展还与相连的电子器件有很大关系。因为, 要避免探测器的输出脉冲高度随所加偏压而变, 需一种带电容反馈的电荷灵敏放大器。加之, 探测器输出信号幅度很小, 必需使用低噪声前置放大器, 以提高信噪比。为一一满足上述两个条件, 一般用电子管或晶体管握尔曼放大器, 线幅贡献为。在使用场效应晶体管后, 进一步改善了分辨率。为了扩大这种探测器的应用, 需增大有效体积如吸收电子需厚硅。采用一般工艺限制有效厚度, 用高阻硅、高反偏压获得有效厚度约, 远远满足不了要求。因此, 年, 佩尔提出一种新方法, 大大推动这种探测器的发展。即在型半导体里用施主杂质补偿受主杂质, 能获得一种电阻率很高的材料虽然不是本征半导体。因为铿容易电离, 铿离子又有高的迁移率, 就选铿作为施主杂质。制备的工艺过程大致如下先把铿扩散到型硅表面, 构成一结构, 加上反向偏压, 并升温, 锉离一子向区漂移, 形成一一结构, 有效厚度可达。这种探测器很适于作转换电子分光器, 和多道幅度分析器组合, 可研究短寿命发射, 但对卜射线的效率低, 因硅的原子序数低。为克服这一点, 采用锉漂移入锗的方法锗的原子序数为。年, 弗莱克首先用型锗口,按照佩尔方法, 制成半导体探测器,铿漂移长度为, 测‘“ 、的的射线, 得到半峰值宽度为直到年以前, 所有的探测器都是平面型, 有效体积受铿通过晶体截面积到“和补偿厚度的限制获得补偿厚度约, 漂移时间要个月, 因此, 有效体积大于到” 是困难的。为克服这种缺点, 进一步发展了同轴型探测器。年, 制成高分辨率大体积同轴探测器。之后, 随着电子工业的发展而迅速发展。有效体积一般可达几十“ , 最大可达一百多“ , 很适于一、一射线的探测。年以后广泛地用于各个部门。最近几年, 半导体探测器在理论研究和实际应用上都有很大发展。
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黄昆(-)固体物理、半导体物理学家。浙江嘉兴人,生于北京。1941年毕业于燕京大学。1948年获英国布里斯托黄昆尔大学博士学位。1955年选聘为中国科学院院士(学部委员)。1980年当选为瑞典皇家科学院外籍院士。1985年当选为第三世界科学院院士。中国科学院半导体研究所研究员、名誉所长。是国际著名的中国物理学家、教育家、中国固体物理学先驱、中国半导体技术奠基人。 主要从事固体物理理论、半导体物理学等方面的研究并取得多项国际水平的成果,是中国半导体物理学研究的开创者之一。 50 年代与合作者首先提出多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论即“黄-佩卡尔理论”;首先提出晶体中声子与电磁波的耦合振动模式及有关的基本方程(被誉为黄方程)。40年代首次提出固体中杂质缺陷导致 X光漫散射的理论(被誉为黄散射)。证明了无辐射跃迁绝热近似和静态耦合理论的等价性,澄清了这方面的一些根本性问题。获2001年度国家最高科学技术奖。[编辑本段]人物介绍 黄昆(1919年9月2日-2005年7月6日)。 国际著名的中国物理学家、教育家、中国固体物理学先驱、中国半导体技术奠基人。 黄昆1919年9月出生于北京,1941年毕业于燕京大学,1944年毕业于西南联合大学的北京大学理科研究所,获硕士学位,1947年在英国布里斯托大学获得博士学位。 黄昆获得博士学位后曾在英国爱丁堡大学物理系、利物浦大学理论物理系从事研究工作。 1951年,黄昆回到北京大学任物理系教授,1977年后任中国科学院半导体研究所所长直到退休。 黄昆早年在爱丁堡大学与著名物理学家、诺贝尔奖得主玻恩教授一起从事研究工作,合著了在固体物理学界享有声誉的《晶格动力学》一书。1956年,黄昆在北京大学物理系任教授期间,参与创建了中国第一个半导体物理专业,为中国信息产业培养了第一批人材。在北京大学任教期间,黄昆还主持本科生教学体系的创建工作,并著有《固体物理学》教材,享有盛誉。 1977年后,在邓小平的过问下,黄昆出任中国科学院半导体研究所所长。2001年,黄昆与其北大校友王选一同获得了该年度国家最高科学技术奖。 2005年7月6日,16时18分,黄昆在北京逝世,享年86岁。 黄昆的主要荣誉包括1955年中国科学院第一批学部委员(今中国科学院院士)、2001年国家最高科学技术奖、瑞典皇家科学院外籍院士、第三世界科学院院士、全国“五一”劳动奖章获得者和1995年度何梁何利基金科学与技术成就奖获得者。黄昆还是中国人民政治协商会议全国委员会第五、六、七、八届常务委员。黄昆是中国共产党党员、九三学社社员。[编辑本段]黄昆的一生 黄昆的一生和诺贝尔奖大师紧密相连,从英国布里斯托大学到爱丁堡大学,再到利物浦大学,从诺贝尔奖获得者莫特教授到玻恩教授,黄昆的第一个“黄金时代”到来了。物理学大师玻恩是量子力学的创始人,也是晶体原子运动系统理论的开创者,早在第二次世界大战期间,玻恩就打算从量子学青年黄昆最一般原理出发,写一部关于晶格动力学的专著,但战后因忙于他事且年事已高,此事一度搁置。1947年5月中旬,黄昆来到了爱丁堡大学玻恩教授处短期工作,工作中玻恩发现黄昆熟悉这门学科,且有深邃见解,便将完成用量子力学阐述晶格动力学理论的《晶格动力学》专著的重任交给了黄昆,同时交给他的还有玻恩的一些残缺不全的旧手稿…… 黄昆从1948年开始,在4年时间内不仅以严谨的论述和非常清晰的物理图像对这个固体物理学中的最基本领域进行了系统的总结,而且还以一系列创造性的工作发展和完善了这个领域。“有一段时间,我同玻恩教授还发生了争论……”谁也没想到,黄昆当初写进的内容在1960年激光发现以后,一一被实验证实。由此,奠定了他在固体物理学领域的权威地位。玻恩这位诺贝尔奖获得者也伸出了大拇指,他在给爱因斯坦的信中说:“书稿内容现在已经完全超越了我的理论……”[编辑本段]黄昆被选为2002年度感动中国十大人物 颁奖辞:他一生都在科学的世界里探求真谛,一生都在默默地传递着知识的薪火,面对名利的起落,他处之淡然。他不仅以自己严谨和勤奋的科学态度在科学的领域里为人类的进步做出卓越的贡献,更以淡泊名利和率真的人生态度诠释了一个科学家的人格本质。[编辑本段]从蒙养园到燕京大学 黄昆于1919年9月2日诞生在北京,祖藉为浙江嘉兴。父亲当时是中国银行高级职员。母亲贺延祉,籍贯湖南,毕业于北京女子师范大学,也在银行工作。黄昆是家中最小的孩子,他的大姐名黄宣,大哥黄燕,二哥黄宛(我国著名心脏内科专家),姐弟四人年龄依次相差一岁,手足情深而又互相影响。他们的名字都取自于北京的地名,黄昆的“昆”来自于“昆明湖”,黄宛的“宛”来自于“宛平城”,黄燕的“燕”来自于“燕山”,黄宣的“宣”来自于“宣武”。家庭较高的文化素养和毫无拘束的气氛,特别母亲为人严肃认真,对黄昆少年时期成长影响很大。 一般而言,许多著名科学家在少年,甚至童年就显示出其天赋。然而,黄昆却自认为他属于智力发育滞后的类型。在谈及现在中小学生的负担太重问题时,黄昆以切身经历为例,认为,小学学习不必要求太高,但中学打的基础却会影响一个人的一辈子。 黄昆先后在北京蒙养园、北京师大附小、上海光华小学(在静安寺附近一条弄堂里,黄昆在那里呆了一年多)上学。他回忆自己小学阶段,除去很早就识字,在小学时期常读小说和学会加减乘除之外,似乎没有学更多的知识。他还记得,他小学期间最出色的一次表现,是在三年级北京史地课考试得第5名。他带回给母亲的奖品,是一份北京城的油印讲义。为此,他始终为能熟练说出北京城所有内外城门名而感到自豪。[编辑本段]中学打基础 关于中学打基础影响一辈子,黄昆有正反两方面的经历。 黄昆在上海光华小学五年级没读完,随家搬迁回到了北京。黄昆的伯父黄子通当时在燕京大学哲学系任教授,黄昆暂住在伯父家中,并插班就读于燕京大学附中初中。他在这里只学习了半年,就转学到通县潞河中学。但是,这短短的半年,对黄昆以后的发展却有长远的影响。黄昆的伯父偶然看见黄昆课后很空闲,就询问他原因。黄昆回答说,老师交待的数学作业都已完成。他伯父说,那怎么行,数学课本上的题全都要作。自此,黄昆就这样做了。从此他的数学课一直学得很好,并发生了浓厚兴趣。转入到潞河中学后,这习惯不仅仍延续下来,并带动了其它学科的学习。黄昆后来回顾,这一偶然情况有深远影响。由于他下课就忙于自己作题,很少去看书上的例题,反而使他没有训练出“照猫画虎”的习惯。[编辑本段]治学要点 黄昆治学一个重要特点,“从第一原理出发”,其习惯也许就是在中学开始培养的。 潞河中学前身可以追溯到1867年由美国一个牧师创办的通州男塾。1889年,它演黄昆文集变成包括小学、中学、大学和神学院的潞河书院。以后又先后更名为协和书院,华北协和大学。1918年,华北协和大学与汇文大学合并组成燕京大学,而协和大学附设中学部仍保留在通州原址,叫潞河中学。潞河中学虽然是教会学校,但1927年以后,由华人任校长,取消“圣经”必修课。潞河中学的校训为“人格教育”。黄昆是学习上的优等生,除语文课外,他的高中三年学习总成绩始终保持在全年级之首。黄昆兄弟三人都就读于潞河中学。他的大哥因为休学两年,与他同班,数学成绩只有30来分,在黄昆带动下,黄燕的数学成绩也很快就超过了及格线。潞河中学每个礼拜都有全校大会,黄氏三兄弟穿自己家做的布鞋,被校长在全校大会上表扬。 黄昆自己认为,他中学时代反面教训是,中学语文课没有学好。就像大多数中学男生一样,对于老师出的作文题,黄昆觉得,不是一句话就解答了,就是无话好说。后来黄昆回顾自己生涯,认为其后果影响了自己一辈子。例如,1936年黄昆从潞河中学毕业,拟学工科。他报考过清华大学和北洋工学院,但都未被录取,原因就是语文成绩太差的缘故。黄昆在生平自述中写道: “我于1944年参加了当时‘庚子赔款’留美和留英两项考试。留美考试未录取,后来通过别人查分数才知道我的语文考试只得了24分。在留英考试中,我的作文只写了三行就再写不下去了,只好就此交卷。后来得知,我居然被录取。这曾使我大吃一惊。以后有机会看到所有考生的评分,这才知道这位中文考官显然眼界很高,而打分又很讲分寸,很多考生的中文成绩都是40分,再没有比这更低的分数,我当时是其中之一。以后虽然没有再考语文,但是语文这个关远没有过去。顺便可以提到,我的语文基础没有打好,多少年来,在各个时期,各种场合都给我带来不小的牵累(从早年的考试到以后的写作,以至讲话发言)。近年来,不少场合要你讲点话或是让你题词,我只能极力推辞,而主持人则很难谅解。这总使我想起中学语文老师出了题我觉得无话可说的窘况。” 1937年,黄昆通过潞河中学向燕京大学的保送考试,进入燕京大学,并根据自己的优势和兴趣,选定物理为学习专业。[编辑本段]群英荟萃 抗日战争爆发后,中国的三所著名大学:清华、北大、南开迁至云南昆明,1938年春组成国立西南联合大学。在中国人民抗战最艰难困苦的年代,培养出杨振宁、李政道、黄昆、张守廉、李荫远、黄授书、邓稼先、朱光亚等一大批杰出人材。开出中国教育史上最绚丽的一朵奇葩。 西南联大物理系规模虽然不算大,但是人材济济,中国物理学界许多学术造诣很深的知名教授都在这里执教。当时“清华有叶企荪、吴有训、周培源、赵忠尧、王竹溪、霍秉权;北大有饶毓泰、朱物华、吴大猷、郑华炽、马仕俊;南开有张文裕,还有许贞阳。西南联大的数学师资也为当时国内一时之选。 清华有杨武之、郑洞荪、陈省身、华罗庚、许宝马录;北大有江泽涵;南开有姜立夫。在西南联大,物理系每年级只有一班,约三四十人。生活条件十分艰苦,都住在学校泥墙草顶的宿舍里。 1941年秋,黄昆在获得燕京大学学士学位后,经葛庭燧先生介绍,来到西南联大任助教。从北京到昆明,黄昆路经青岛、上海、香港、桂林、贵州,路上整整花了2个多月。系主任饶毓泰先生在第一次接见黄昆时对他说,这里人很多,根本不需要助教。你在这儿就是钻研学问作研究。事实也确是如此。 黄昆的教学任务只是每周带一次普通物理实验。吴大猷让他半做研究生,半做助教,这样他可以得到一些收入。 由于张守廉的缘故,黄昆很快地结识了和张同班的杨振宁。他们三人学习思考风格迥异,但都是绝顶聪明的人。他们一起上吴大猷和其他先生的课,通过课后讨论,他们彼此加深了人品学问的了解。[编辑本段]师从莫特 1944年黄昆、杨振宁、张守廉西南联大研究生毕业。黄昆被“庚子赔款”留英公费生录取。“庚子赔款”留英公费生是在1930年设立的,比庚款留美公费生晚得多。第八届“庚子赔款”留英公费生,物理学共有两个名额,洪朝生考取了另一名额。洪朝生同时也考取清华第六届留美公费生无线电专业,他决定去美国留学,庚款留英的另一名额由梅镇岳递补。按庚款留英公费生规定,去英国什么学校,选哪位科学家做导师,都可以先由本人提出志愿,再取得接收方的同意。当时,有一位英国教授给联大捐赠了一大批在英国出版的科学书籍。黄昆对这批书很感兴趣,大多翻阅了一下。引起他特别注意的是一位名叫莫特的英国科学家。莫特写了三本书:《原子的碰撞理论》、《金属与合金的电子理论》、《离子晶体中的电子过程》。这三本专著覆盖了三个很不相同的领域,每一本专著的出版,都标志着一个学科方向的诞生。这使黄昆感到这位科学家的学识非常渊博。 另外,黄昆也被后两本书的丰富新颖内容所吸引,觉得莫特所研究的领域非常丰富多彩。基于这两方面原因,黄昆决定到布列斯托(B r is to l)大学做莫特教授的博士生,并被莫特接受。可以说,黄昆选做莫特教授的研究生,实际上也把自己将来的研究方向选定为固体物理学。黄昆能在学科发展早期进入这一大有作为的科学领域,应该说,这是一种难得的机遇。但是,机遇或大或小,一个人一生中都会碰到。没有准备,机遇将擦肩而过;有了充分准备,机遇就会被抓住。正是在燕京大学自学量子力学打下了扎实的基础,在西南联大有名师指点,优秀同学激励和良好学风这样的环境里,加上自己刻苦钻研,黄昆在固体物理发展的黄金年代,抓住机遇,做出重大贡献。 1945年8月,黄昆终于在布列斯托大学做了莫特的研究生,他也是第二次世界大战结束后莫特招收的第一个博士生。因无序系统的电子结构而荣获1977年诺贝尔物理奖的莫特,当时还是一位很年轻的教授,但已是国际上著名的固体物理学家。[编辑本段]凤凰涅磐 1977年,黄昆被调到科学院半导体研究所任所长。黄昆认为既然黄昆(右)身在研究所,自己就必须在科研第一线工作。在研究所不做研究,情理难容。但是,研究中断了近30年,这30年国内外科技发展日新月异,自己年龄已近60,研究怎样才能做得起来呢?黄昆想,科学家老了会掉队大概有两个原因,一是知识老化,特别是基础理论和方法跟不上发展;二是由于地位,容易脱离第一线的具体工作以致自己原来的老本也会逐步忘记。他分析自己的情况,认为,要把几十年基础理论的发展认真地补上,恐怕是做不到的。 但是,承认这个局限性,并不等于不能做研究。他拿定主意,要坚持自己动手做第一线的具体工作,要去做自己能做的事。 黄昆在国际物理界沉寂近30年后,又重新活跃起来。他开始了他研究生涯中第二个活跃时期:1980-1990年。正如国际著名固体物理学家,德国马克斯普朗克协会固体物理研究所前所长卡多纳(M.Cardona)描述黄昆,“他好比现代的凤凰涅磐,从灰烬中飞起又成为世界领头的固体物理学家”。[编辑本段]治学之道 黄昆研究教学60载,形成了自己鲜明的治学风格。黄昆先后师从吴大猷、莫特、波恩三位大师,其中莫特对他的影响最大。他有选择地吸取了三位大师的治学之道,在60载的研究教学中,形成了自己独特而鲜明的治学风格。[编辑本段]黄昆的名言 黄昆把自己的一生科学研究经历归结为:一是要学习知识,二是要创造知识。对做科学研究工作的人来讲,归根结底在于创造知识。而学习知识与创造知识,黄昆从自己的切身经历和观察别人的经验教训,归纳出两句名言: (1)“学习知识不是越多越好,越深越好,而是要服从于应用,要与自己驾驭知识的能力相匹配。” (2)“对于创造知识,就是要在科研工作中有所作为,真正做出点有价值的研究成果。为此,要做到三个‘善于’,即要善于发现和提出问题,尤其是要提出在科学上有意义的问题;要善于提出模型或方法去解决问题,因为只提出问题而不去解决问题,所提问题就失去实际意义;还要善于作出最重要、最有意义的结论。”这两句名言确实是黄昆的经验之谈,我们应当作座右铭而牢记。[编辑本段]老骥伏枥 黄昆在科学上的成就受到了国际学术界的高度评价,也得到祖国和人民的承认。1955年,年仅36岁的黄昆就当选为中国科学院学部委员,是当时所有委员中最年轻的一名。改革开放以来,黄昆当选为瑞典皇家科学院外藉院士(1980年)、第三世界科学院院士(1985年)、国际纯粹物理和应用物理协会(IUPAP)半导体委员会委员(1985-1988年)。黄昆除了担任中国物理学会理事长、科学院数理学部常委,还被选为中华人民共和国第三届全国人民代表大会代表(1964年),当选为中国人民政治协商会议第五届全国委员会常务委员会委员(1978年),以后分别连任第六届、第七届、第八届政协常委。他也曾获得中央国家机关优秀共产党员称号,全国“五一”劳动奖章,2001年,获中华人民共和国最高科学技术奖。[编辑本段]黄昆的贡献 黄昆,青年时代做出了卓越的贡献,中年时期献身于祖国教育事业,60岁后又重攀上世界科学高峰,如今桃李满天下,闻名海内外。可以说,除了诺贝尔奖,作为一个中国物理学家,黄昆几乎得到了所能得到的一切荣誉。但是,老骥伏枥,志在千里,烈士暮年,壮心未已。黄昆已年逾八旬时,身患帕金森病,仍每天上午去中国科学院半导体研究所上班,他仍在为祖国的科学技术发展而呕心沥血
将物理学与日常生活联系起来“新课改源于所有不愿意看到学生们在题海中苦苦挣扎的教师们的呼唤,是教师们的理想。但理想和现实之间是有距离的,这段距离间需要老师们脚踏实地去踏出一条路。新课改是源于许多教师大胆尝试出的优秀课的实践经验,所以它并不遥远。” 新教材:给学生学习提供更大选择空间 高中课改物理教材分为选修课和必修课两部分。选修课分为三个系列,“系列1”主要强调物理学的来源、意义和物理学使中人文内容,体现了学科的文化价值,在科学思想方法教育的同时渗透人文教育。“系列2”重于知识在实际上的应用,属于技术系列。“系列3”中既有系统的基础知识,同时也强调了物理学的文化价值以及在实践中的应用,多适用于理工类的学生。 在三个系列中,学生可以在各个系列间跳跃选择模块去学习,这样的设置给学生更大的选择空间,符合学生个性化学习的需求。“但是由于高考的形式所限,一般是文科选系列1、理科选系列3,随着高考的不断完善,学生的选择会更灵活。”王雁老师这样认为。 新课堂:物理学将与日常生活联系起来 物理教材的变化,教学也将随之变化。王雁老师以讲“匀变速直线运动规律的应用”课时的课堂情景为例子, 首先给学生放映了一段两辆汽车追尾的事故现场录像。“同学们猜猜看,造成追尾的原因可能是什么?”老师的提问,挑动起学生的兴趣。“肯定是司机睡着了!”“一定是超速驾驶!”同学的回答各有千秋。王老师再从汽车追尾事故的原因开始,让学生分析同学提出的几种可能:疲劳驾驶、刹车失灵等,再引导学生就位移、速度、加速度、时间之间的关系进行讨论。利用所学规律得出新的结论,并与交通法律和学科技成果“防撞器”相联系,将物理知识与生活紧密联系。 由此可见,新教材在教学上更利于落实“三维教育目标”,即知识与技能、过程与方法、情感态度价值观,突出了物理学的思维方法,让物理学源于生活走向实际,更多加大了理论与实际的联系,使学生对这门看似枯燥的科目产生极大的兴趣,调动学生的学习积极性。 另外,在新课本中还更多地引入了现代科技成果,如卫星定位系统就体现了物理教学的时代性。同时,这样的例子贴近学生的生活实际,便于学生理解。新教学:强调自主探究却不能形式化 新课程理念指导下的教学实施过程应是自主探究、合作交流和师生互动的过程。王老师认为,自主探究是源于一个问题,调动学生思维,解决问题的过程,在这个过程中要体现物理学方法的教学。“凡是学生自己能看明白的,老师就不该讲;凡是学生自己能得出结论的,老师就不该告诉;凡是学生自己能动手去做的实验,老师就不该代替学生去演示。”这是王老师对教学的一种看法。其实,探究过程不一定非有实验。从原知识通过推理得出新结论的过程也是探究。另外,验证结论也体现探究,寻找从出发点到终点的路径也可以是探索。非重点知识,也可以进行探究,因为教学目标不在是一维,过程与方法也是教学的重点。
八年级(上册) 第一章 走进物理世界 1、 物理学是研究光、热、力、声、电等形形色色物理现象的规律和物质结构的一门科学。 2、 观察和实验是获取物理知识的重要来源。 3、 在国际单位制中,长度的基本单位是米,符号是m。为了使用方便,人们还规定了一些比米大和比米小的单位,有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等。 1km = 1000m 1mm = 1dm = 1μm = 001m 1cm = 1nm = 000 001m 4、刻度尺的使用: ①放置:a对准b平行c紧贴 ②观察:视线与被测物体垂直 ③读数:a粗略:准确值+单位 b精确:准确值+估计值+单位 ④选择合适的量程和分度值。 5、误差可以减小但无法避免,减小误差的方法有: ① 选用更精密的的测量工具; ②采用更合理的测量方法; ③运用多次测量取平均值。 6、在国际单位制中,时间的基本单位是秒,符号是s。比秒大和比秒小的单位有时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)、纳秒(ns)等。 1h = 3600s 1min = 60s 1ms = 1μs = 001s 1ns = 000 001s 7、科学探究常用的方法——控制变量法。 8、科学探究七要素: ①提出问题; ②猜想与假设; ③制定计划与设计实验; ④进行实验与收集证据; ⑤分析与论证; ⑥评估; ⑦交流。 第二章 声音与环境 1、声音是由于物体振动产生的,振动发声的物体叫声源。 2、声音是以波的形式传播的,叫做声波。 3、声音的传播需要介质,介质可以是气体、固体、液体。声音在固体中传播的效果最好,其次是液体,最差是气体。 4、声音每秒传播的距离叫做声速。声音的传播速度为340m/s。 5、人耳感觉到声音的强弱叫做响度。 6、物体振动时,偏离原来位置的最大距离叫做振幅。 7、声音的响度的单位是分贝,符号是dB。 8、声音的高低叫做音调。 9、物体在1s内震动的次数叫做频率。频率的单位是赫兹,简称赫,符号是Hz。 10、声音的品质叫做音色,又叫音品。 11、乐音使人感到愉悦,有利身心健康。响度、音调、音色是乐音的三个特性,叫做乐音的三要素。 12、振动频率高于20 000Hz的声音,叫做超声;低于20Hz的声音,叫做次声。 13、使人们感到厌烦、有害身心健康的声音,叫做噪声。 14、减少噪声的途径: ①从声源处减弱——消声; ②从传播途径中减弱——吸声; ③从人耳处减弱——隔声。 第三章 光和眼睛 1、光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。其中,红、绿、蓝三种色光是无法用其它色光混合而成的,这三种色光叫做光的“三基色”。 2、不透明体的颜色是由它反射的光决定的。 3、品红、黄、青叫做颜料的“三原色”。 4、光在同一种均匀介质中都是沿直线传播的。通常我们用一条带箭头的直线( )来形象化的表示光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。 5、光的传播速度很快,在真空中,它的速度是×10 m/s 。 6、光在不同的介质中传播的速度是不同的: 光在空气>在水中>在固体。 7、光的反射定律:反射光线、入射光线和法线三者在同一平面上,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。 8、在反射现象中,有镜面反射和漫反射两种情况。平滑表面能将平行的入射光都沿同一方向反射出去,这叫做镜面反射。粗糙不平的表面将平行的入射光向各个方向反射出去,这叫做漫反射。 9、平面镜成像:像与物到镜面的距离相等;像与物的大小相同;像与物左、右相反。平面镜所成的像不能呈现在光屏上。 10、能够呈现在光屏上的像叫做实像;不能呈现在光屏上的像叫做虚像。平面镜所成的像是虚像。 11、 凹面镜:把平行光进行会聚,如太阳炉、手电筒 凸面镜:把平行光发散,观察到更大范围的物体的像,如汽车观后镜。 12、 凹透镜:对光起发散作用,如近视镜。 凸透镜:对光起会聚作用,可产生平行光(利用光路可逆),如老花镜、放大镜。 13、光由一种介质进入另一种介质,传播方向发生改变的现象,叫做光的折射。折射光线与法线的夹角叫做折射角。 14、折射光线、入射光线和法线三者在同一平面上,折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 15、光从空气中斜射入水或玻璃时,折射光线向法线靠近,折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。当入射角为零度时,折射角也为零度。 16、凸透镜成像规律: ①以物距为2f为分界点,大于2f时成缩小、倒立的实像;小于2f时成放大、倒立的实像;等于2f时成等大、倒立的实像。 ②以物距为f为分界点,大于f时成倒立的实像;小于f时成正立的虚像;等于f时成平行光,无法成像。 17、视觉形成的全过程:来自物体的光 角膜 水样液 瞳孔 晶状体 玻璃体 视网膜 视神经 大脑皮层的视觉中枢 第四章 我们周围的物质 1、一般情况下,容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。 2、有些材料,它的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类材料称为半导体,锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。 3、容易导热的物体是热的良导体;不容易导热的物体是热的不良导体。 4、物体所含物质的多少叫做质量。 5、一个物体的质量不因为它的形状、空间位置和状态的变化而变化。 6、国际单位制中,质量的基本单位是千克,符号是kg。为了实际需要,人们还规定了一些比千克大和比千克小的单位,有吨(t)、克(g)、毫克(mg)等。 1t = 1000kg 1kg = 1000g 1g = 1000mg 7、托盘天平的使用(见八年级物理书上册P82)。 8、物理学中,将某种物质单位体积的质量,叫做这种物质的密度。 9、密度 = 质量/体积 公式为:ρ=m/v 10、常见物体密度表(见八年级物理书上册P87—88)。 11、认识纳米材料、超导材料、形状记忆合金、隐性材料(见八年级物理书上册P91—93)。 第五章 从粒子到宇宙 1、认识汤姆生模型和卢瑟福模型。(见八年级物理书上册P101)。 2、微观世界的尺度: 病毒(10-7m) 分子(10-10m) 原子(10-10m) 原子核(10-14m) 质子(10-15m) 夸克(<10-17m) 3、万有引力定律:任何两个物体件都存在着一种相互吸引的力。 4、 第一宇宙速度:; 第二宇宙速度,也叫脱离速度:≥; 第三宇宙速度,也叫逃逸速度:≥。
半导体射线探测器最初约年研究核射线在晶体上作用, 表明射线的存在引起导电现象。但是, 由于测得的幅度小、存在极化现象以及缺乏合适的材料, 很长时间以来阻碍用晶体作为粒子探测器。就在这个时期, 气体探测器象电离室、正比计数器、盖革计数器广泛地发展起来。年, 范· 希尔顿首先较实际地讨论了“ 传导计数器” 。在晶体上沉积两个电极, 构成一种固体电离室。为分离人射粒子产生的载流子, 须外加电压。许多人试验了各种各样的晶体。范· 希尔顿和霍夫施塔特研究了这类探测器的主要性质, 产生一对电子一空穴对需要的平均能量, 对射线作用的响应以及电荷收集时间。并看出这类探测器有一系列优点由于有高的阻止能力, 人射粒子的射程小硅能吸收质子, 而质子在空气中射程为, 产生一对载流子需要的能量比气体小十倍, 在产生载流子的数目上有小的统计涨落, 又比气体计数器响应快。但是, 尽管霍夫施塔特作了许多实验,使用这种探侧器仍受一些限制, 像内极化效应能减小外加电场和捕捉载流子, 造成电荷收集上的偏差。为了避免捕捉载流子, 需外加一个足够强的电场。结果, 在扩散一结, 或金属半导体接触处形成一空间电荷区。该区称为耗尽层。它具有不捕捉载流子的性质。因而, 核射线人射到该区后, 产生电子一空穴载流子对, 能自由地、迅速向电极移动, 最终被收集。测得的脉冲高度正比于射线在耗尽层里的能量损失。要制成具有这种耗尽层器件是在年以后, 这与制成很纯、长寿命的半导体材料有关。麦克· 凯在贝尔电话实验室, 拉克· 霍罗威茨在普杜厄大学首先发展了这类探测器。年, 麦克· 凯用反偏锗二极管探测“ 。的粒子, 并研究所产生的脉冲高度随所加偏压而变。不久以后, 拉克· 霍罗威茨及其同事者测量一尸结二极管对。的粒子, “ , 的刀粒子的反应。麦克· 凯进行了类似的实验, 得到计数率达, 以及产生一对空穴一电子对需要的能量为土。。麦克· 凯还观察到,加于硅、锗一结二极管的偏压接近击穿电压时, 用一粒子轰击, 有载流子倍增现象。在普杜厄大学, 西蒙注意到用粒子轰击金一锗二极管时产生的脉冲。在此基础上, 迈耶证实脉冲幅度正比于人射粒子的能量, 用有效面积为二“ 的探测器, 测。的粒子, 得到的分辨率为。艾拉佩蒂安茨研究了一结二极管的性质, 载维斯首先制备了金一硅面垒型探测器。年以后, 许多人做了大量工作, 发表了广泛的著作。沃尔特等人讨论金一锗面垒型探测器的制备和性质, 制成有效面积为“ 的探测器, 并用探测器, 工作在,测洲的粒子, 分辨率为。迈耶完成一系列锗、硅面垒型探测器的实验用粒子轰击。年, 联合国和欧洲的一些实验室,制备和研究这类探测器。在华盛顿、加丁林堡、阿什维尔会议上发表一些成果。如一结和面垒探测器的电学性质, 表面状态的影响, 减少漏电流, 脉冲上升时间以及核物理应用等等。这种探测器的发展还与相连的电子器件有很大关系。因为, 要避免探测器的输出脉冲高度随所加偏压而变, 需一种带电容反馈的电荷灵敏放大器。加之, 探测器输出信号幅度很小, 必需使用低噪声前置放大器, 以提高信噪比。为一一满足上述两个条件, 一般用电子管或晶体管握尔曼放大器, 线幅贡献为。在使用场效应晶体管后, 进一步改善了分辨率。为了扩大这种探测器的应用, 需增大有效体积如吸收电子需厚硅。采用一般工艺限制有效厚度, 用高阻硅、高反偏压获得有效厚度约, 远远满足不了要求。因此, 年, 佩尔提出一种新方法, 大大推动这种探测器的发展。即在型半导体里用施主杂质补偿受主杂质, 能获得一种电阻率很高的材料虽然不是本征半导体。因为铿容易电离, 铿离子又有高的迁移率, 就选铿作为施主杂质。制备的工艺过程大致如下先把铿扩散到型硅表面, 构成一结构, 加上反向偏压, 并升温, 锉离一子向区漂移, 形成一一结构, 有效厚度可达。这种探测器很适于作转换电子分光器, 和多道幅度分析器组合, 可研究短寿命发射, 但对卜射线的效率低, 因硅的原子序数低。为克服这一点, 采用锉漂移入锗的方法锗的原子序数为。年, 弗莱克首先用型锗口,按照佩尔方法, 制成半导体探测器,铿漂移长度为, 测‘“ 、的的射线, 得到半峰值宽度为直到年以前, 所有的探测器都是平面型, 有效体积受铿通过晶体截面积到“和补偿厚度的限制获得补偿厚度约, 漂移时间要个月, 因此, 有效体积大于到” 是困难的。为克服这种缺点, 进一步发展了同轴型探测器。年, 制成高分辨率大体积同轴探测器。之后, 随着电子工业的发展而迅速发展。有效体积一般可达几十“ , 最大可达一百多“ , 很适于一、一射线的探测。年以后广泛地用于各个部门。最近几年, 半导体探测器在理论研究和实际应用上都有很大发展。
研究硅和锗的电子结构。研究硅和锗的电子结构:可以揭示半导体材料的性质,为硅和锗的应用提供理论指导,研究硅和锗的局域密度泛函理论:通过对硅和锗的局域密度泛函理论的研究,可以提出更加准确的性质模型。硅和锗是一种半导体材料,具有重要的应用价值,第一性原理计算是研究半导体材料性质的基础理论,因此,硅和锗的第一性原理论文具有重要的研究价值。
返回英国房价高
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在第一和第二例之间,有“另一个故事”“还有个例子”进行过渡。这些过渡句,使文章浑然一体。三个部分分别回答了三个问题:引论部分解答 “是什么”的问题;本论部分解答“为什么(有骨气)”的问题;结论部分回答“我们怎么办”的问题。三个事例都是概括叙述的,每个事例的后面都有几句简短的议论。这些议论阐明了事件所包含的意义,把事例紧紧地扣在论点上,是论点和论据联系的纽带,否则就就事论事,论点和论据脱节了。议论文是以议论为主要表达方式的一种文体。它通过列举事实材料和运用逻辑推理,来阐发,对事物的理解和认识,表明对问题的观点和态度。各行各业的人为了接受或表达思想,都需要经常阅读和写作这种文体。一篇议论文,通常包含论点、论据、论证三大要素。论点是议论文所阐发的思想观点;论据是文中用来证明论点的根据;论证是论点与论据之间逻辑关系的揭示。这三者的紧密关系,构成了一篇议论文的主体。
我今年近7O岁了,可以说半导体陪伴着我们长大,从小就爱听,听少儿节目,听老电影,听新闻,听小说,印象最深的是(欧阳海之歌)等等许多许多,收获很大,获得了知识,享受了快乐,直到现在我还是爱听半导体,现在主要听小品,相声,养生知识等等,因为半导体听起来方便,也不费眼晴,挺好的!
从硅及其化合物在国民经济中的地位来看,从学科发展的角度来看,硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途,在半导体、计算机、建筑、通信及宇宙航行、卫星等方面大显身手,而且它们的应用前景十分广阔;硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位。无机非金属材料中硅元素唱主角,而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料。所以,首先介绍硅及其化合物,突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。从物质存在和组成多样性的角度来看,硅是无机非金属的主角,是地壳的基本骨干元素。自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在,地壳的95%是硅酸盐矿。所以,介绍硅及其化合物,体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。从认知规律来看,硅元素的主要化合价只有 4价,硅单质比较稳定,硅的化合物知识也比较简单。因此,学生的学习负担比较轻,有利于学习积极性的保护和培养。本节内容编排有以下特点:从硅及其化合物的知识体系来看,它由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成。在内容编排上打破常规,首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式——二氧化硅和硅酸盐,接着介绍二氧化硅的性质,再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质,最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物,再学习单质硅的顺序符合认知规律,有利于学生接受。从知识内容的安排上来看,重点、非重点把握准确。主干内容保持一定量,并重彩描绘。例如,二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质,在“科学视野”中介绍硅氧四面体结构,了解二氧化硅的一些物理性质,然后以图配文的方式介绍了二氧化硅的用途,最后让学生通过日常生活中的一些事实,以“思考与交流”的方式得出二氧化硅的化学性质。在学习二氧化硅的化学性质时,既介绍了酸性氧化物的共性,又介绍了SiO2的特性,扩展了学生对非金属酸性氧化物的认识。硅酸盐重点介绍硅酸钠溶液的性质和用途。对非重点知识和拓展性内容,采用多种形式来呈现。例如,简要介绍了硅酸的制取原理和硅胶的用途,应用广泛的硅酸盐产品以图片的形式呈现,一些新型陶瓷以“科学视野”的方式介绍,硅酸盐的组成以“资料卡片”的形式介绍,等等。总之,硅及其化合物知识的介绍,既体现了元素存在的广泛性又体现了应用的前瞻性,既有亲近感又可以使学生开阔眼界,同时也能使学生增强对学习化学的重要性的认识。本节教学重点:二氧化硅的性质。本节教学难点:硅酸盐的丰富性和多样性。教学建议如下:1.采用对比的方法,联系碳、二氧化碳等学生已有的知识和生活经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。联系和对比是一种有效的学习方法,通过对比可加深对知识的理解,有利于学生对知识的记忆和掌握。因此,应指导学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性、区别和联系。碳和硅是同一主族相邻的两种元素,它们的性质既有相似之处,又有不同之处。在教学时要突出硅的亲氧性强于碳的亲氧性,从而引导学生理解硅的两种存在形式——二氧化硅和硅酸盐。对于SiO2化学性质的教学,可启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点,把它们的性质一一列出。然后引导学生从硅的亲氧性大,得出常温下SiO2的化学性质稳定;在加热的条件下,SiO2才能与碱性氧化物起反应,等等。在介绍硅酸时,可以补充这样一个实验:将CO2通入Na2SiO3溶液中,引导学生观察白色胶状沉淀的生成,从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。对于硅单质,主要让学生了解硅是重要的半导体材料,在电子工业上有广泛的用途。SiO2的结构知识属于拓展性内容,在教学中不作要求。2.要多运用日常生活中的事例进行教学。非金属元素首先介绍硅元素,硅的化合物普遍存在是原因之一。因此,教学时要多注意联系生产和生活实际,充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图,通过放映教学录像,学生自己搜集有关的实物或照片,在课堂上展示交流等方法,增强教学的直观性,激发学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感。例如,可用生活事例来说明SiO2质硬、不溶于水的性质,引导学生通过观察教科书中的图片、观察陶瓷和玻璃制品等实物来了解硅酸盐的广泛用途等。3.通过自学讨论的方法进行硅酸盐的教学。学生的学习是一个自主构建的过程。他们带着自己原有的知识背景、活动经验和理解走进学习活动,并通过自己的主动活动,包括独立思考、与他人交流和反思等,去构建对化学知识的理解。例如,讲硅酸盐时可指出,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,它的水溶液称为水玻璃。然后展示样品,观察水玻璃的黏稠性。同时拿出一块反复充分浸过水玻璃并已干燥的布条,把它放在火焰上,结果布条不能燃烧,从而认识用水玻璃浸泡织物可以防火。最后,对于硅酸盐的丰富性和多样性,建议学生以阅读、交流的方式来完成。二、活动建议实验4-1】控制溶液混合物的酸碱性是制取硅酸凝胶的关键。盐酸的浓度以6 mol/L为宜。
研究硅和锗的电子结构。研究硅和锗的电子结构:可以揭示半导体材料的性质,为硅和锗的应用提供理论指导,研究硅和锗的局域密度泛函理论:通过对硅和锗的局域密度泛函理论的研究,可以提出更加准确的性质模型。硅和锗是一种半导体材料,具有重要的应用价值,第一性原理计算是研究半导体材料性质的基础理论,因此,硅和锗的第一性原理论文具有重要的研究价值。