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光電子材�
閱讀�21278時間�2010-12-23 15:14:43

  �電子材料是以光子、電子為載體,處�、存儲和傳遞信息的材�,主要應用在光電子技�(shù)領域,如我們常見的光纖,光學功能晶體材料、光電存儲與顯示材料等。光電子材料在光電子技�(shù)中起著基礎和核心的作�, 光電子材料將使信息技�(shù)進入新紀元.

分類

  光電子材料按其功能可以分為:

  1 固體激光材�

  2 半導體發(fā)光材�

  3 光導纖維材料

  4 透明導電薄膜材料

  5 其他光電材料

幾種新型介紹

  1 硅微電子技�(shù)�(fā)展趨�

  硅(Si)材料作為當前微電子技�(shù)的基�,預計到本世紀中葉都不會改變�

  從提高硅集成電路(ICs)性能價格比來�,增大直拉硅單晶的直�,仍是今后硅單晶�(fā)展的大趨勀硅ICs工藝�8英寸�12英寸的過渡將在近年內(nèi)完成。預�2016年前后,18英寸的硅片將投入生產(chǎn)�

  從進一步縮小器件的特征尺寸,提高硅ICs的速度和集成度看,研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的超高純、大直徑和無缺陷硅外延片會成為硅材料�(fā)展的主流�

  2 硅基高效�(fā)光研究取得突破進展

  · 硅基光電集成一直是人們追求的目標,其中如何提高硅基材料發(fā)光效率是�(guān)鍵。經(jīng)過長期努��2003年在硅基異質(zhì)�(jié)電注入高效發(fā)光和電泵激射方面的研究獲得了突破性進展,這使人們看到了硅基光電集成的曙��

  · 另外,隨著在大尺寸硅襯底上高�(zhì)量GaAs外延薄膜的生長成功,向硅基光電混合集成方向也邁出了重要的一��

  3 量子級聯(lián)激光材料與器件研究取得進展

  量子級聯(lián)激光器是單極性器�,原則上不受能帶�(jié)�(gòu)所�,是理想的中、遠紅外光源,在自由空間通信、紅外對�、遙控化學傳感、高速調(diào)制器和無線光學連接等方面有著重要應用前��

  4 寬帶隙半導體材料與器�

  第三代(高溫、寬帶隙)半導體材和器件,主要指的是III族氮化物,碳化硅(SiC),氧化鋅(ZnO)和金剛石等,它們不僅是研制高頻大功�、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件、電路的理想材料,而且III族氮化物和ZnO等還是優(yōu)異的短波長光電子材料�

  · 在通信、汽�、航空、航�、石油開采、全色大屏幕顯示、全固態(tài)白光照明、超高密度光存儲讀寫光源和海底光通信以及國防等方面有著廣泛的應用前景,是目前國際高技�(shù)研發(fā)的重點領域�

  5  納米(低維)半導體材料與量子器件

  · 納米(低維)半導體材�,通常是指除體材料之外的二維超晶格、量子阱材料,一維量子線和零維量子點材料,是自然界不存在的人工設�、制造的新型半導體材料。MBE、MOCVD技�(shù)和微細加工技�(shù)的發(fā)展與應用,為實現(xiàn)納米半導體材料生�、制備和量子器件的研制創(chuàng)造了條件�

  · 目前,以GaAs、InP為代表的晶格匹配或應變補�?shù)某Ц?、量子阱材料體系已發(fā)展得相當成熟,并成功地用于制造微電子和光電子器件與電�。目前發(fā)展的方向是研制光電集成芯片材料和器件,以滿足新一代光纖通信和智能光�(wǎng)絡發(fā)展的需��

  6 其它信息功能材料與器件研究進展

  信息存儲材料和器件:

  · 磁記錄材料仍是目前最重要的存儲材�,預計到2006年左�,磁性材料中磁記錄單元的尺寸將達到其記錄狀�(tài)的物理極限(100Gb/in2)�

  · 應用光存儲技�(shù),其存儲密度可隨光波波長的變短而得到成倍的增長,但光存儲技�(shù)的面密度也已接近光學衍射極限�

  · 探索尋找可實用的海量光存儲新材料和發(fā)展諸如三維光存儲技�(shù)、全息光存儲技�(shù)和近場光存儲等是目前的主攻方��

�(fā)展趨�

  3.1 信息功能材料�(fā)展趨�

  · 信息載體:

  由電�-光子、電子結(jié)�-光子方向�(fā)�。開�(fā)利用電子的自�,光子的偏振、位相等屬性和波函�(shù)工程與量子態(tài)�(diào)控等�

  · 信息功能材料�

  由體材料-薄層、超薄層微結(jié)�(gòu)材料-集材�、器�、電路為一體的功能集成芯片材料-有機/無機復合材料-無機/有機/生命體復合和納米�(jié)�(gòu)材料和量子器件方向發(fā)展�

  · 信息功能材料體系�

  由同�(zhì)外延-晶格匹配、小失配和應變補償異�(zhì)外延-大失配異�(zhì)外延材料體系�(fā)��

  伴隨著材料向低維�(jié)�(gòu)和大失配異質(zhì)外延材料體系�(fā)展,系統(tǒng)也將實現(xiàn)從均勻向非均勻和由線性向非線性以及由平衡�(tài)向非平衡�(tài)的過��

  �1)納米半導體�(jié)�(gòu)、量子器件及其集成技�(shù)探索�

  包括:硅基單電子存儲器和單電子晶體管及其集成探索� � 變自組裝量子點、線的可控生長和器件;微腔激光器和光子晶體;硅基高效�(fā)光材料與器件� 稀磁半導體異質(zhì)�(jié)�(gòu)與自旋極化量子器件等�

 ?�?)大失配異質(zhì)�(jié)�(gòu)材料體系柔性襯底技�(shù)研究�

  理想的柔性襯底準確的說是柔性層與剛性的襯低和外延層之間分別是通過范得瓦耳力和鍵合力�(jié)�,它可用于吸收大晶格失配帶來的應�,避免在外延層中�(chǎn)生大量的失配位錯和缺陷�

  深入開展硅基懸浮柔性層、量子點柔性層、活性原子層和重位晶界柔性層等制備技�(shù)研究,對開拓新型異質(zhì)�(jié)�(gòu)材料體系有著極其重要的意��

  �3)氧化物半導體材料體系的探索研究

  ZnO單晶和ZnO基質(zhì)�(jié)�(gòu)材料制備和P型摻雜技�(shù)�

  類鈣鈦礦�(jié)�(gòu)氧化物兼有絕緣體、半導體、鐵磁體和超導體性能,對其結(jié)�(gòu)和性質(zhì)的深入研究,有可能開拓一條研制新型寬禁帶半導體材料的新途徑�

 ?�?)海量存儲材料與器件

  包括:新型海量存�、三維光存儲材料、器件與應用;全息存儲和近場光學存儲技�(shù)與應用等�

 ?�?)單晶金剛石薄膜制備和N型摻雜技�(shù)研究

  包括:金剛石有著極高的硬度、導熱率、抗輻照、耐高溫與抗腐蝕和�(yōu)越的光學與電學性能,一直是材料科學研究的熱�,但至今未能取得突破,堅持進行�(chuàng)新研�,有望在此領域取得地��

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