发光材料与显示课程教学大纲

《发光材料与显示》课程教学大纲
课程代码：090642002
课程英文名称：Luminescent Materials and Display
课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0
适用专业：光电信息科学与工程专业
大纲编写（修订）时间：2017.10
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
《发光材料与显示》是光电信息科学与工程专业的一门专业任意选修课。

本课程的目的在于介绍发光的基本理论和基本知识，掌握发光与显示这一过程中的物理原理和规律，对目前发光材料在生产生活中的应用和发展有较深入的了解。

本门课在该专业培养计划中起到延伸与补充的作用。

教学目的：
通过发光材料与显示的教学，使学生了解发光的定义及分类、掌握发光基本物理过程及现象，了解发光材料制备、表征、测量、分析的基本方法，对半导体发光、分立中心发光、特殊结构物质的发光有所了解，了解发光在照明、灯源、显示、探测领域的应用。

本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，还要让学生了解本学科的发展前沿，以及在教学过程中逐步培养学生的创新思维和创新能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1.基本知识：了解发光的定义及分类、掌握发光基本物理过程及现象，了解发光材料制备、表征、测量、分析的基本方法等。

2.基本理论和方法：
本课程主要包括发光的定义及分类、基本物理过程及现象、半导体的发光、分立中心的发光、发光在照明和其他光源中的应用、显示技术、发光在探测中的应用、主要发光材料、发光材料的制备、发光材料的表征及测量技术、视觉与颜色、发光分析。

通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。

3.基本技能:掌握用理论知识解决实际问题的能力等。

（三）实施说明
1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。

讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：本课程在教学中采用板书与电子教案、多媒体教学系统等先进教学手段相结合的方式，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求
本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。

本课程主要的先修课程有高等数学、基础物理学、固体物理、半导体物理、量子力学、数学物理方法、电子技术基础、物理光学、现代应用光学、量子力学、光电子学，光学检测技术，非线性光学原理与应用等。

（五）对习题课的要求
1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计
算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。

学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

（六）课程考核方式
1．考核方式：考查
2．考核目标：在考核学生对发光材料的基本知识、基本原理的基础上，还要侧重考核学生的分析能力、以及用理论解决实际问题的能力。

3．成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占50%，期末考试成绩占50%。

平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；平时成绩和期末考试成绩缺少任何一项，期末总成绩均视为不及格。

（七）参考书目
1、《发光学与发光材料》，徐叙瑢、苏勉曾主编，化学工业出版社，2004
2、《无机光致发光材料及应用》，张中太、张俊英编著，化学工业出版社，2005
3、《固体光谱学》，方容川，中国科学技术大学出版社，2001
4、《固体发光材料》，孙家跃，化学工业出版社，2003
5、《蓄光型发光材料及其制品》，肖志国，第二版，化学工业出版社，2005
6、《稀土发光材料》，张希艳等，国防工业出版社，2004
7、《有机电致发光材料及其应用》，滕枫、侯延冰等，化学出版社，2006-6-27
8、《半导体光谱和光学性质》，沈学础，第二版，科学出版社，2002
二、中文摘要
通过发光材料与显示的教学，使学生了解发光的定义及分类、掌握发光基本物理过程及现象，了解发光材料制备、表征、测量、分析的基本方法，对半导体发光、分立中心发光、特殊结构物质的发光有所了解，了解发光在照明、灯源、显示、探测领域的应用。

本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，还要让学生了解本学科的发展前沿，以及在教学过程中逐步培养学生的创新思维和创新能力。

三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分发光的定义及分类
总学时(单位：学时):1 讲课:1 实验:0 上机:0 具体内容:
1）发光的定义
2）发光的分类
第2部分视觉与颜色
总学时(单位：学时):1 讲课:1 实验:0 上机:0 具体内容:
1）视觉
2）颜色及CIE表色系统
3）色温、相关色温和光色
4）显色指数
难点:
CIE表色系统
第3部分基本物理过程及现象
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容:
1）光的吸收、反射及折射
2）Einstein关系和Einstein自发辐射系数
3）谱线的宽度和线形
4）相干瞬态过程
5）量子化的辐射场与原子的相互作用
6）电子-声子耦合
7）能量传递
重点:
光的吸收、反射及折射；Einstein关系；谱线线型及宽度
习题：
基本概念的理解；
第4部分半导体的发光
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容:
1）能带模型、直接带与间接带
2）杂质与缺陷
3）电学性质，P型与n型导电性
4）直接跃迁与间接跃迁
5）发光中心及缺陷
6）复合发光及其衰减规律
7）激子发光
8）施主-受主对发光
9）等电子中心发光
10）高激发密度下的发光
11）p-n结发光
12）单注入与双注入式发光
重点:
杂质与缺陷；直接跃迁与间接跃迁；复合发光及其衰减规律
难点:
直接带与间接带的理解；
习题：
直接带隙，间接带隙的概念；用来发光用哪种，优势是什么
第5部分分立中心的发光
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容:
1）稀土离子的能级和跃迁
2）过渡金属离子的能级结构
3）其它分离发光中心的能级结构
4）分立中心的发光过程
5）上转换发光
6）量子剪裁
重点:
能级在低对称下的劈裂、选择定则、状态混杂；分立发光中心的发光过程、上转换发光、量子剪裁
难点:
能级结构的计算
习题：
各种发光材料的能级结构；上转换发光原理
第6部分发光在照明和其他光源中的应用
总学时(单位：学时):3 讲课:3 实验:0 上机:0
具体内容:
1）灯用发光材料和辐射光源
2）荧光灯
3）高压汞荧光灯
4）金属卤化物灯和钠灯
5）荧光灯用发光材料
6）高压汞灯用发光材料
7）弱光源
8）白光发光二极管
重点:
各种灯的发光机理
习题：
试述各种照明灯是如何运用发光材料发光的；
第7部分显示技术
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
1）阴极射线发光
2）光致发光等离子体显示
3）注入发光
4）电致发光
5）矩阵多像元显示的驱动及控制
重点:
各种显示器件的工作原理
难点：
矩阵多像元显示的驱动及控制的应用
习题：
试用所学理论知识解释几种显示器的发光原理
第8部分发光在探测中的应用
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
1）x射线和物质的作用
2）医学x射线影像探测
3）x射线发光材料
4）计算x射线影像
5）x射线无损检测
6）热释光剂量探测
7）电离辐射荧光探测
重点:
热释光剂量探测、电离辐射荧光探测；
习题：
试用所学理论解释医院胸透原理；
第9部分主要发光材料
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
1）基质
2）发光中心
重点:
基质，发光中心
第10部分发光材料的表征及测量技术
总学时(单位：学时):1 讲课:1 实验:0 上机:0
具体内容:
1）光致荧光光谱的测量
2）时间分辨
3）形貌测量
重点:
光致荧光光谱的测量、时间分辨、形貌测量。