�電子材料是以光子、電子為載體,處�、存�(chǔ)和傳遞信息的材料,主要應(yīng)用在光電子技�(shù)�(lǐng)�,如我們常�(jiàn)�光纖,光學(xué)功能晶體材料、光電存�(chǔ)與顯示材料等。光電子材料在光電子技�(shù)中起著基�(chǔ)和核心的作用, 光電子材料將使信息技�(shù)�(jìn)入新紀(jì)元.
光電子材料按其功能可以分為:
1 固體激光材�
2 半導(dǎo)體發(fā)光材�
3 光導(dǎo)纖維材料
4 透明�(dǎo)電薄膜材�
5 其他光電材料
1 硅微電子技�(shù)�(fā)展趨�(shì)
硅(Si)材料作為當(dāng)前微電子技�(shù)的基�(chǔ),預(yù)�(jì)到本世紀(jì)中葉都不�(huì)改變�
從提高硅集成電路(ICs)性能�(jià)格比�(lái)�,增大直拉硅單晶的直徑,仍是今后硅單晶發(fā)展的大趨�(shì)。硅ICs工藝�8英寸�12英寸的過(guò)渡將在近年內(nèi)完成。預(yù)�(jì)2016年前��18英寸的硅片將投入生產(chǎn)�
從�(jìn)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(wú)缺陷硅外延片�(huì)成為硅材料發(fā)展的主流�
2 硅基高效�(fā)光研究取得突破�(jìn)�
· 硅基光電集成一直是人們追求的目標(biāo),其中如何提高硅基材料發(fā)光效率是�(guān)�。經(jīng)�(guò)�(zhǎng)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�(jìn)�,這使人們看到了硅基光電集成的曙光�
· 另外,隨著在大尺寸硅襯底上高�(zhì)量GaAs外延薄膜的生�(zhǎng)成功,向硅基光電混合集成方向也邁出了重要的一��
3 量子�(jí)�(lián)激光材料與器件研究取得�(jìn)�
量子�(jí)�(lián)激光器是單極性器件,原則上不受能帶結(jié)�(gòu)所�,是理想的中、遠(yuǎn)紅外光源,在自由空間通信、紅外對(duì)�、遙控化�(xué)傳感、高速調(diào)制器和無(wú)線光�(xué)連接等方面有著重要應(yīng)用前��
4 寬帶隙半�(dǎo)體材料與器件
第三代(高溫、寬帶隙)半�(dǎo)體材和器�,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�、抗輻照半導(dǎo)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�(zhǎng)光電子材��
· 在通信、汽�、航�、航天、石油開(kāi)�、全色大屏幕顯示、全固態(tài)白光照明、超高密度光存儲(chǔ)讀�(xiě)光源和海底光通信以及�(guó)防等方面有著廣泛的應(yīng)用前�,是目前�(guó)際高技�(shù)研發(fā)的重�(diǎn)�(lǐng)��
5 納米(低維)半導(dǎo)體材料與量子器件
· 納米(低維)半導(dǎo)體材料,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(diǎn)材料,是自然界不存在的人工設(shè)�(jì)、制造的新型半導(dǎo)體材�。MBE、MOCVD技�(shù)和微�(xì)加工技�(shù)的發(fā)展與�(yīng)�,為�(shí)�(xiàn)納米半導(dǎo)體材料生�(zhǎng)、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(yīng)變補(bǔ)�?shù)某Ц瘛⒘孔于宀牧象w系已�(fā)展得相當(dāng)成熟,并成功地用于制造微電子和光電子器件與電路。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)�(luò)�(fā)展的需求�
6 其它信息功能材料與器件研究�(jìn)�
信息存儲(chǔ)材料和器件:
· 磁記錄材料仍是目前最重要的存�(chǔ)材料,預(yù)�(jì)�2006年左�,磁性材料中磁記錄單元的尺寸將達(dá)到其記錄狀�(tài)的物理極限(100Gb/in2��
· �(yīng)用光存儲(chǔ)技�(shù),其存儲(chǔ)密度可隨光波波長(zhǎng)的變短而得到成倍的增長(zhǎng),但光存�(chǔ)技�(shù)的面密度也已接近光學(xué)衍射極限�
· 探索尋找可實(shí)用的海量光存�(chǔ)新材料和�(fā)展諸如三維光存儲(chǔ)技�(shù)、全息光存儲(chǔ)技�(shù)和近�(chǎng)光存�(chǔ)等是目前的主攻方向�
3.1 信息功能材料�(fā)展趨�(shì)
· 信息載體:
由電�-光子、電子結(jié)�-光子方向�(fā)展。開(kāi)�(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�、器件、電路為一體的功能集成芯片材料-有機(jī)/�(wú)�(jī)�(fù)合材�-�(wú)�(jī)/有機(jī)/生命體復(fù)合和納米�(jié)�(gòu)材料和量子器件方向發(fā)��
· 信息功能材料體系�
由同�(zhì)外延-晶格匹配、小失配和應(yīng)變補(bǔ)償異�(zhì)外延-大失配異�(zhì)外延材料體系�(fā)展�
伴隨著材料向低維�(jié)�(gòu)和大失配異質(zhì)外延材料體系�(fā)�,系�(tǒng)也將�(shí)�(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(guò)渡�
?�?)納米半�(dǎo)體結(jié)�(gòu)、量子器件及其集成技�(shù)探索�
包括:硅基單電子存儲(chǔ)器和單電子晶體管及其集成探索� �(yīng) 變自組裝量子�(diǎn)、線的可控生�(zhǎng)和器�;微腔激光器和光子晶體;硅基高效�(fā)光材料與器件� 稀磁半�(dǎo)體異�(zhì)�(jié)�(gòu)與自旋極化量子器件等�
�2)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(zhǔn)確的�(shuō)是柔性層與剛性的襯低和外延層之間分別是通過(guò)范得瓦耳力和鍵合力�(jié)�,它可用于吸收大晶格失配帶來(lái)的應(yīng)變,避免在外延層中產(chǎn)生大量的失配位錯(cuò)和缺��
深入�(kāi)展硅基懸浮柔性層、量子點(diǎn)柔性層、活性原子層和重位晶界柔性層等制備技�(shù)研究,對(duì)�(kāi)拓新型異�(zhì)�(jié)�(gòu)材料體系有著極其重要的意��
?�?)氧化物半導(dǎo)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�(dǎo)�、鐵磁體和超�(dǎo)體性能,對(duì)其結(jié)�(gòu)和性質(zhì)的深入研�,有可能�(kāi)拓一條研制新型寬禁帶半導(dǎo)體材料的新途徑�
�4)海量存�(chǔ)材料與器�
包括:新型海量存�(chǔ)、三維光存儲(chǔ)材料、器件與�(yīng)�;全息存�(chǔ)和近�(chǎng)光學(xué)存儲(chǔ)技�(shù)與應(yīng)用等�
�5)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�、導(dǎo)熱率、抗輻照、耐高溫與抗腐蝕和�(yōu)越的光學(xué)與電�(xué)性能,一直是材料科學(xué)研究的熱�(diǎn),但至今未能取得突破,堅(jiān)持�(jìn)行創(chuàng)新研�,有望在此領(lǐng)域取得地��