2023年5月6日下午七点，国科大本科生“科学前沿进展名家系列讲座”非常荣幸地邀请到常凯院士在玉泉路校区礼堂，为同学们带来主题为“半导体物理与应用：无尽的前沿”的讲座。常凯是中国科学院院士，博士生导师。现任第十四届全国政协常委，中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员，民盟中央常委。
讲座伊始，常院士首先向同学们提出三个问题：“什么是半导体？”“半导体为何重要？”“半导体物理研究什么？”进而提到物理广大的研究范围：从宇宙到原子、夸克，引出本次讲座的主题——半导体。
常院士首先就半导体的基本性质进行讲解，接着常院士讲到自然界的材料分为天然材料和人工合成材料两种，人类目前已知三百三十多万种材料，而半导体占了约六万多种。常院士借由自然材料对于导电性质的划分引出了了半导体的定义：一种电导率介于绝缘体和导体之间的物质或材料。同时常院士也提到一些半导体实例，如拓扑绝缘体、激子绝缘体、莫特绝缘体、石墨烯等半导体材料。
常院士随后提到了半导体发展的历史沿革：从18世纪末福特首先提出半导体的概念；到1911年，考格白尼首先使用半导体这一名词；二战后随量子力学理论体系的不断完善，半导体技术突飞猛进，人类进入硅文明时代。常院士提到半导体的发展还包括半导体历史材料沿革：第一代材料主要为Ge、Si；第二代材料主要为GaS、InP；到了第三代材料更新为SiC，GaN。常院士还讲到了硅基半导体迅速发展的基础——元素的丰度：硅丰度在地壳中仅次于氧，在地球中储量丰富。
常院士在下一部分着重讲了有关半导体杂质和缺陷方面的问题，如半导体掺杂效应对半导体性能的影响以及半导体掺杂技术的极限。此外，常院士也谈到了最近半导体研究的新进展——半导体量子结构。
对于半导体器件的发展，常院士主要谈到了晶体管的发展：1883年，爱迪生效应被发现；1904年，弗莱明发明第一个电子管——真空二极管；1906年，福莱斯特发明真空三极管：1946年第一台计算机出现；1947年第一个锗晶体管问世，不久后基于硅pn结的晶体管出现；1958年第一个锗晶体管的集成电路被制作出来；1959年第一个基于硅晶体管的集成电路被制作出来。半导体器件包括了集成电路（逻辑、存储、微元件、模拟电路）、分立器件、光电器件、传感器四大方向，而半导体产业涉及多方向，投资强度大、风险高、技术门槛高、更新快。而有关半导体物理方面，常院士提到了两个获得诺贝尔物理学奖的半导体研究上的发现：量子霍尔效应和分数量子霍尔效应。常院士在讲座最后也谈到了中国半导体物理。
在讲座的主要内容结束后，常院士与同学们亲切交流，谈了半导体能效极限、对同学们学习生活的忠告等问题，希望同学们能打好基础，为未来国家科研事业贡献一份自己的力量。（文/图 彭昊宇）
