电子科学与技术专业介绍

（一）学科概况

任何学科的发展都离不开时代的需求。当今时代发展已与电子科学与技术密不可分，是工农业、国防和人民生活都有强烈微电子芯片需求的时代，是几乎一切通信赖以为生的电磁波时代，是各类设备越来越离不开电路与系统技术的时代。进一步的发展趋势明确表明：当今时代是新型光电磁材料不断涌现、光电磁技术逐步融合发展及应用的革命性时代。电子科学与技术学科的发展已有近200年的历史。19世纪出现的欧姆定律和克希荷夫定律奠定了电路基础，麦克斯韦方程组奠定了电磁波理论基础；20世纪初普朗克、爱因斯坦、薛定谔、狄拉克、泡利、海森堡、波尔等一群科学巨匠完成了微观粒子的量子力学体系；而后固体物理学的出现更是在理论与工程之间架起了坚固的桥梁。

在量子理论基础上发明了激光器，将电磁波的产生、控制和探测从传统的无线电波、微波扩展到太赫兹波、光波直至X射线，并正在实现电磁频谱的全覆盖。基于量子论还发明了原子钟，实现了电磁波频率的精密控制和传播，实现了当今的全球卫星定位与导航，以及大地域范围的通信同步与电力传输同步。光钟的发明使得卫星定位与导航精度趋于更高的精度。

在固体物理学的电子能带理论的基础上，发明了晶体管和集成电路；随后的光纤和半导体激光器的发明开创了电子信息与通信技术的新纪元。近年来，随着宽禁带半导体、低维半导体、低维多铁材料等新型材料与存算一体器件、低维电子器件、新型半导体能源器件、微纳/量子电子器件、无源器件、MEMS器件等不断涌现，电子器件面临一次新的发展。当前，以电子科学与技术为基础的电子系统和光电子系统正在向高速化、绿色化、集成化、数字化、网络化和智能化方向发展。电子器件从集成电路发展到三维集成微系统芯片（3D SOC），光子器件也正从分立走向片上集成，有力推动了计算机、通信、智能仪器和自动控制等学科的发展，极大地支撑了国民经济与国防领域中各类电子信息系统的发展，并成为当代信息社会的基石。电子科学与技术已经成为现代科学技术诸多学科的重要和不可或缺的基础。

（二）学科内涵

1.研究对象

本学科重点研究电子运动规律、电磁场与波、电磁材料与器件、光电材料与器件、半导体与集成电路、电路与电子线路及其系统的科学与技术。本学科的研究内容包括：带电粒子、光子和电磁波的产生、运动、变换及其在不同媒质中相互作用的现象、效应、机理和规律，具体包括物理电子学、电磁场与波、电磁场与物质相互作用、电路与系统、电子线路等；在此基础上发现、发明和发展的各种电子材料、电磁材料、光电磁元器件、电子线路、集成电路，乃至集成电子系统和光电子系统，并开发相应的设计和制造技术。

2.理论

本学科理论大致包含三个层次：基础层次，交叉层次和发展层次。基础层次主要有电磁场与波理论、量子物理、量子电子学理论、光电子理论、电路分析与非线性理论、信号与系统理论等。交叉层次如计算机与计算技术理论、信息理论、复杂性理论和系统论等。发展层次为新材料理论、光电结合理论等。

3.知识基础

本学科以数学、基础物理与量子物理、（电）路、（电、磁）场与波为理论基础，以物理电子、自旋电子、微／纳电子、光子和光电子、电路分析、电子线路、信号与系统、信息存储、信号与信息处理和计算机技术等为技术基础。本学科在物理电子学、微电子学及固体电子学、量子电子学、电路与系统、电磁场与波等理论指导下，以电、磁、半导体、光子材料为基础的集成器件为基石，以多频段电路和场路设计为手段，以信号和光子传播和系统构造为目的，利用理论计算分析和实验验证相结合的方法开展学术和工程应用研究。

4.研究方法

本学科在研究和实际应用中，主要有下述三种方法：

（1）理论分析与计算仿真法。以对电子运动规律、场的分布规律、波的传播规律和系统运动过程的物理认知为基础，建立微分数理方程模型；以计算方法为手段，用计算机辅助分析和验证系统的性能，提出解决实际问题的方案。

（2）理论指导下的设计与制作法，电子系统试验，实验测试与验证法。在本学科的基础理论指导下，在计算仿真的基础上，针对待解决的问题，利用各种电磁材料和器件设计构造和制作的电子系统，并使其在各种环境下试验，通过电子仪器测试以检验系统的功能和性能。

（3）不同学科的比较法。本学科除注意自身发展外，还密切关心其他相关学科的发展动向，从中吸取有益的营养，不断比较，不断借鉴，不断前进。

（三）学科范围

1.物理电子学

主要研究光电子学、微波电子学、高功率电子学和相对论电子学、薄膜与表面技术、真空科学与技术，太赫兹技术、信息显示技术、生物医疗仪器技术、量子器件、量子信息学、量子计算、量子通信、量子电子学、强场激光物理、纳米电子学、生物电子学、生物医学光子学、生物医学电子学、半导体照明术、等离子体技术等。光电子学主要研究光与物质相互作用，是以光子与电子行为规律为基础，围绕光、电信号的产生、传输、调控及探测，研究光电物理现象、光电器件和光电系统集成的学科。量子电子学主要研究电磁波与物质中的原子、离子或分子相互作用，引起束缚电子的各种轨道跃迁或原子核自旋的跃迁，并产生受激辐射、自发辐射等各种电磁辐射。利用电磁场与物质相互作用的量子操控，形成了激光、原子钟、核磁共振的研究领域——量子电子学。

2.微电子学及固体电子学

主要研究半导体物理与器件物理，半导体材料与器件，电子元器件，低维信息功能材料与器件，微纳新型器件物理与结构，集成电路和系统集成芯片，以及电力半导体器件的设计、制造、测试和封装、技术及可靠性，微电子机械系统与智能传感器，半导体能源器件，微纳米功能复合材料与器件，集成电路与系统CAD及设计自动化技术。电子元器件是研究利用电子基本规律构建具有信息感知、存储、处理、传输和显示等功能的元器件的科学与技术。

3.电路与系统

是研究以电路为基础的感知并作用物理世界的各类电子系统的科学和技术。主要研究电路基础理论，电路分析与网络综合方法，可重构可编程电路设计理论与方法，非线性动力学与混沌理论，电子线路分析、设计、制造与测试技术，信号完整性分析，各种物理、化学、生医信号传感与控制技术，医学电子与信号处理技术，语音和图像信号感知与处理技术，智能感知与学习技术，电子和信息对抗技术，集成电路与系统CAD及设计自动化技术，智能信息与数字信号处理的软硬件及其嵌入式系统设计技术，功率电子学，各种电子仪器、装置、设备和系统的分析、设计、制造与应用技术等。

4.电磁场与微波技术

是研究电磁场与电磁波的科学和技术。主要研究电磁波（包括光波）的产生、传播、传输以及检测理论和方法，电磁辐射与散射，计算电磁学，微波、毫米波及光波的有源和无源器件、天线、微波电路与系统的理论、分析、仿真、设计、工艺及应用，以及环境电磁学与电磁兼容技术，微波能技术与应用，信号与图像的获取、处理与分析技术，生物与医疗电磁技术等。

5.电磁信息功能材料与结构

是研究材料与结构的电磁特性及其控制从而实现信息的调制/解调、发射、传输、接收、转换等功能的科学和技术。主要研究电磁辐射与散射控制材料与结构，人工电磁材料与结构，信息超材料，隐身材料和技术，磁性材料与器件，电子功能陶瓷材料与器件，装联材料，三维集成微系统关键材料与技术等。

本学科各方向互相渗透、互相交叉。例如，导波与光纤光学是物理电子学和电磁场理论与微波／光波技术的交叉，集成电路是电路与系统、电磁场与微波和微电子学与固体电子学的交叉，功率集成电路（PIC）是微电子学和电力电子学的交叉，微机电系统是微电子学与固体电子学和物理电子学的交叉，电路网络理论是电磁场与微波技术和电路与系统的交叉等。

（四）培养目标

1.硕士学位

具有较宽阔的人文和社会科学知识，全面、系统、扎实的专业知识，规范的学术训练，科学实践能力，具备学术研究的基本能力和独立从事电子技术工作的创造型人才。具体包括：（1）热爱祖国，遵纪守法，具有较强的事业心和团结协作精神，积极为国家建设服务，有社会责任感；（2）具有坚实的数学、物理基础知识，具有电子科学和技术宽广坚实的理论和系统专门的知识，了解国内外物理电子学、量子电子学、电子信息材料与元器件、电路与系统、电磁场与微波技术、电磁信息功能材料与结构、光波技术、半导体物理与器件、集成电路等某一领域新技术和发展动向，掌握电子科学、量子科学、通信科学、信息科学专业的基础理论与技术，掌握计算机科学、控制科学的一般理论与技术；（3）具有从事科学研究、教学工作或独立担负本专业技术工作能力，能结合与本学科有关的实际问题进行创新的研究；（4）具有在研究机构、高等院校和产业部门有关方面的教学、研究、工程、开发及管理工作能力；（5）熟练掌握一门外国语，能顺利地阅读专业书刊，具有较好的听、说、读、写能力，以及国际视野和竞争能力，应具有创新精神和能力的优秀人才；（6）思维严谨，逻辑严密，具有发现问题、提出问题和解决问题的基本能力，具有良好的书面和口头表达能力。

2.博士学位

具有宽阔的人文和社会科学知识，了解本学科的发展历史和现状，掌握本学科的发展方向，在某一个领域或方向上有深入的研究，具备独立从事高层次科学研究和教学的能力。具体包括：（1）热爱祖国，遵纪守法，具有很强的事业心和团结协作精神，积极为国家建设服务；（2）崇尚科学、追求真理，知晓人文和社会科学，社会责任强；（3）对本学科包含的信号与系统、电路、电磁场和波、电磁信息功能材料与结构、物理电子学、量子电子学、电子材料与元器件、半导体物理和半导体器件、集成电路等理论有广泛的知识面，对所研究的具体领域有全面的掌握；（4）能够清楚了解本学科主要发展趋势，以及有能力获得在本学科的任何一个领域开展研究所需要的背景知识；（5）能够准确判断鉴定所研究问题的价值和意义，具有独立提出问题和解决问题的能力，在科学或专门技术上做出创造性的工作和进行富有成果的独立研究；（6）必须具备设计实验方案的能力，系统的实验技能和熟练的仪器设备操作能力；（7）至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有良好的写作能力和进行国际学术交流的能力，具有良好的口头、书面和演示性的交流表达能力和技巧，能够有深度地、清楚地汇报科研结果，能够以专业的标准在学术期刊及学术会议发表自己的研究成果；（8）具有独立从事科学研究工作的能力，具备成为学术带头人或课题负责人的素质；（9）能独立承担对学科发展或国民经济建设有意义的研究或开发课题；（10）能胜任高等院校和研究院的教学和研究工作，或担任技术管理和工程设计工作。

（五）相关学科

电子科学与技术学科与其他一级学科，如信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、材料科学与工程等学科相互交叉，紧密联系，又与物理学、数学、生物医学工程、光学工程、仪器科学与技术等学科有密切关系。
人类社会将全面进入信息时代和能源短缺时代，电子信息化、节能、环保需求推动各类现代科学技术突飞猛进，作为基础学科的电子科学与技术在许多方面将有革命性的新突破，新的学科分支也将会不断涌现。

硕士学位基本要求

（一）获本一级学科硕士学位应掌握的基本知识

本学科培养的硕士生应热爱祖国，遵纪守法，具有较强的事业心和团结协作精神，积极为国家建设服务；应具有坚实的数学、物理基础知识，具有电子科学和技术宽广坚实的理论和系统专门的知识与实验技能，了解国内外物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术、电磁信息功能材料与结构、微电子学与固体电子学、集成电路等某一领域新技术和发展动向，并了解相关学科专业的基础理论与技术；具有从事科学研究、教学工作或独立担负本专业技术工作的能力，能结合与本学科有关的实际问题进行创新的研究，能胜任研究机构、高等院校和产业部门有关方面的教学、研究、工程、开发及管理工作；应熟练地掌握一门外国语，能顺利地阅读专业书刊，具有良好的听、说、读、写能力，以及国际视野和竞争能力，应为具有创新精神的优秀人才。

（二）获本一级学科硕士学位应具备的基本素质

1.学术素养

（1）热爱祖国，具有良好的职业道德和敬业精神，具有高度的事业心和责任感，积极为社会主义现代化建设服务；

（2）具有崇尚科学的献身精神、创新精神、开放精神和团队精神，掌握本学科坚实、宽广的基础理论和系统深入的专门知识，掌握本学科相关的知识产权、研究伦理等方面的知识，具有独立从事科学研究的能力；

（3）具有较好的才智、涵养，对电子信息现象、理论和技术有兴趣，具有较强的理论研究兴趣和实践能力、学术悟性和语言表达能力；

（4）掌握一门外国语：具有熟练的阅读能力，较好的写译能力和一定的听说能力，能够以外语为工具，进行科学研究和学术交流。

2.学术道德

（1）追求求实的科学精神，恪守学术道德规范，崇尚学术诚信；

（2）严格遵守国家的有关法律、法规及学术规范，遵守国际学术规范和惯例；

（3）严格遵循引用他人成果的标注原则，尊重他人的知识产权；

（4）严格遵循具有学术贡献的学术署名原则；

（5）摒弃抄袭与剽窃、伪造与篡改等学术不端行为，做到学术诚信；

（6）严格执行国家及单位的保密制度，杜绝因学术公开而泄密事件发生。

（三）获本一级学科硕士学位应具备的基本学术能力

1.获取知识的能力

（1）硕士生应具备利用网络、资料库等搜索和整理文献的能力，能够从国际主要刊物中掌握本学科的前沿动态；

（2）硕士生应掌握本学科具体某一个研究方向的核心知识架构体系，能了解该研究方向前沿和热点的知识动向，明晰待解决问题的实质，探究知识的前因后果；

（3）硕士生应能利用本学科方向的核心理论，针对研究对象本质，选择或创新出合理的研究方法。

2.科学研究能力

（1）硕士生应对研究的问题具有浓厚兴趣，以及良好的观察和分析问题的能力，能够在导师指导下研究本学科领域内有价值的问题；

（2）不仅应具备学习、分析和评述前人研究成果的能力，还需要掌握扎实的电子仪器操作、设备测试等基本能力，同时具备对实验数据分析和总结的能力；硕士生应能针对研究对象，分析其本质，提出合理的解决问题的方法和方案；

（3）具备一定的提出问题和解决问题的能力。

3.实践能力

（1）本学科硕士生应具有较强的实践能力，在开展学术研究或应用技术探索方面具有较强的本领。在学术研究方面能独立完成文献综述、开展实验设计、研究技术路线、分析实验数据所对应的电子学内涵、独立撰写学位论文、独立回答同行质疑和从事学术交流；

（2）硕士生应能针对研究问题，进行理论推导分析，设计实验和实践操作验证研究方法和研究结果；

（3）硕士生应具备与他人合作共同完成实践活动，以完成学术研究和技术开发任务的能力。

4.学术交流能力

（1）硕士生应能充分利用现代多媒体信息技术、语言逻辑、中文和英文、书面和口头等多方位，与同行或公众流畅正确进行学术交流，表达学术思想和展示学术成果；

（2）通过学术报告、成果展示、学术论文、总结报告、研究基金申请等多种形式学习和提升学术交流能力。

5.其他能力

（1）硕士生应了解社会文化，知晓本国历史和国外主流文化思想；

（2）硕士生应具有一定的社会生活经验；

（3）硕士生应对社会有责任感。

（四）学位论文基本要求

1.规范性要求

学位论文工作可以使硕士生在科学研究方面受到较全面的基本训练，要注重文献阅读能力、工程设计能力、实验能力、数据分析和处理能力、逻辑推理与写作等方面的培养，以达到具有从事科学研究或独立担负技术工作的要求。

学位论文的选题必须着重选择对国家重大需求和国民经济具有一定的实用价值或理论意义的课题。硕士学位论文要面向国家重大需求、国民经济建设主战场，要以对国家重大需求、国民经济建设有实用价值的应用课题和工程设计为主。要充分考虑实验的各种条件、课题的分量与难易程度。

硕士学位论文必须在导师指导下由研究生本人独立完成，对所研究的课题具有自己的新见解。学位论文要求文句简练、印刷工整、图表清晰、层次分明、学风严谨、计算无误、数据可靠、结论正确。提倡在读期间参加学术交流，在中外文核心期刊和重要国际会议上发表论文，并作为评选优秀硕士生的必要条件。

2.质量要求

硕士学位论文内容的质量要求主要包括以下内容：

（1）说明选题的理论意义和实际意义、国内外研究动态、需要解决的问题和技术途径以及本人所做出的工作和贡献。

（2）说明所采用的理论与实验方法或计算方法，并将整理和处理的数据进行理论上的分析讨论。

（3）对所得结果进行概括和总结，并提出进一步研究的看法和建议。

（4）写出必要的公式、必要的原始数据以及所引用的文献资料。

（5）引用他人的科研成果和与他人合作的部分应加以说明。