光电子材料

光电子材料

顾名思义，光电子材料就是以光子、电子为载体，处理、存储和传递信息的材料，主要应用在光电子技术领域，如我们常见的光纤,光学作用晶体材料、光电存储和显示材料等，光电子材料在光电子技术中起着基础和核心的作用, 光电子材料将使信息技术进入新纪元。

传统的光电子材料主要分为光学功能材料、激光材料、发光材料、光电信息传输材料、光电存储材料、光电转换材料、光电显示材料和光电集成材料。

下面介绍几种新型的光电子材料

1.硅微电子材料

硅（Si）材料作为当前微电子技术的基础，预计到本世纪中叶都不会改变。

从提高硅集成电路（ICs）性能价格比来看，增大直拉硅单晶的直径，仍是今后硅单晶发展的大趋势。硅ICs工艺由8英寸向12英寸的过渡将在近年内完成。预计2016年前后，18英寸的硅片将投入生产。

从进一步缩小器件的特征尺寸，提高硅ICs的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的超高纯、大直径和无缺陷硅外延片会成为硅材料发展的主流。

2. 硅基高效发光材料

硅基光电集成一直是人们追求的目标，其中如何提高硅基材料发光效率是关键。经过长期努力，2003年在硅基异质结电注入高效发光和电泵激射方面的研究获得了突破性进展，这使人们看到了硅基光电集成的曙光。

3. 宽带隙半导体材料

第三代（高温、宽带隙）半导体材料，主要指的是III族氮化物，碳化硅（SiC），氧化锌（ZnO）和金刚石等，它们不仅是研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件、电路的理想材料，而且III族氮化物和ZnO等还是优异的短波长光电子材料。

4. 纳米（低维）半导体材料

・纳米（低维）半导体材料，通常是指除体材料之外的二维超晶格、量子阱材料，一维量子线和零维量子点材料，是自然界不存在的人工设计、制造的新型半导体材料。MBE、MOCVD技术和微细加工技术的发展和应用，为实现纳米半导体材料生长、制备和量子器件的研制创造了条件。

5. 其它信息作用材料

信息存储材料：

・磁记录材料仍是目前最重要的存储材料，预计到2006年左右，磁性材料中磁记录单元的尺寸将达到其记录状态的物理极限（100Gb/in2）。

・信息作用材料：

由体材料-薄层、超薄层微结构材料-集材料、器件、电路为一体的作用集成芯片材料-有机/无机复合材料-无机/有机/生命体复合和纳米结构材料和量子器件方向发展。

光电子材料的发展趋势

（1）纳米半导体结构、量子器件及其集成技术探索。

包括：硅基单电子存储器和单电子晶体管及其集成探索；应变自组装量子点、线的可控生长和器件；微腔激光器和光子晶体；硅基高效发光材料和器件和稀磁半导体异质结构和自旋极化量子器件等。

（2）大失配异质结构材料体系柔性衬底技术研究。

理想的柔性衬底准确的说是柔性层和刚性的衬低和外延层之间分别是通过范得瓦耳力

和键合力结合，它可用于吸收大晶格失配带来的应变，避免在外延层中产生大量的失配位错和缺陷。

（3）氧化物半导体材料体系的探索研究

ZnO单晶和ZnO基质结构材料制备和P型掺杂技术。

类钙钛矿结构氧化物兼有绝缘体、半导体、铁磁体和超导体性能，对其结构和性质的深入研究，有可能开拓一条研制新型宽禁带半导体材料的新途径。

（4）海量存储材料和器件

包括：新型海量存储、三维光存储材料、器件和应用；全息存储和近场光学存储技术和应用等。

（5）单晶金刚石薄膜制备和N型掺杂技术研究

包括：金刚石有着极高的硬度、导热率、抗辐照、耐高温和抗腐蚀和优越的光学和电学性能，一直是材料科学研究的热点，但至今未能取得突破，坚持进行创新研究，有望在此领域取得领先地位。

结语

随着科技的日新月异，光电子材料也在以一个惊人的速度发展着，作为21世纪初发展最快的电子领域，光电子材料的革新必将引起新的一轮的技术革命，也必将人类带入一个发展的新纪元，到底会让我们惊讶道什么程度，让我们拭目以待。