半導(dǎo)體光電信息功能材料的研究探討

方清越

摘 要：半導(dǎo)體光電信息功能隨著信息時代的飛速發(fā)展有了重大研究進(jìn)展，如今半導(dǎo)體光電材料已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于信息的產(chǎn)生、存儲和傳輸中。本文在對半導(dǎo)體光電信息功能進(jìn)行概要概述的基礎(chǔ)上分析了其應(yīng)用及其進(jìn)展，旨在提高人們對半導(dǎo)體光電功能材料應(yīng)用的了解和認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體;光電信息;功能材料

0 引言

材料技術(shù)隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展已經(jīng)成為了國家生產(chǎn)力的重要支柱，國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快慢很大程度上取決于材料技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展，材料技術(shù)中的光電信息技術(shù)的研究和發(fā)展給人們的生產(chǎn)生活帶來了重大變化，光電信息功能材料同時具有電子和電子兩種材料的特性，其以自身具有巨大的發(fā)展?jié)摿σ殉蔀槲覈茖W(xué)研究領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的對象。

1 光電信息功能材料概述

光電信息技術(shù)的研究與發(fā)展直接促使了時代的進(jìn)步以及生產(chǎn)方式發(fā)生變化，而作為先導(dǎo)的材料技術(shù)是光電信息技術(shù)科學(xué)發(fā)展的動力來源。人們可以通過各種材料技術(shù)對現(xiàn)代科學(xué)規(guī)律進(jìn)行探索，例如相關(guān)專業(yè)人員通過對量子物理學(xué)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)了電子的規(guī)律，這一探索實踐對新型功能材料的研制起到了不可估量的作用。近年來我國先后研究生產(chǎn)出了不銹鋼和特種鋼等金屬功能材料，但是這些金屬鋼材料只能發(fā)揮出自身的力學(xué)機(jī)械性能，不能滿足新時代信息功能材料的需要。在這種背景下應(yīng)用光電信息技術(shù)的半導(dǎo)體材料就出現(xiàn)了。

毫無疑問，半導(dǎo)體材料在功能性材料中占有重要的位置，功能性材料的研究和開發(fā)已成為科學(xué)研究的基礎(chǔ)，當(dāng)前的科學(xué)研究也日益依賴于成熟的功能性材料技術(shù)。以人們生產(chǎn)生活中經(jīng)常使用的光纖技術(shù)為例，其通過激光傳遞信息使互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽加載速度加快，如果光纖技術(shù)不支持高精度速度的激光傳播，那人們的信息瀏覽速度也不能得到保障。因此我國信息技術(shù)的快速發(fā)展在很大程度上要?dú)w功于光纖這種新功能材料研究的巨大進(jìn)展和應(yīng)用。光電信息材料作為當(dāng)前最先進(jìn)功能材料主要用于光電轉(zhuǎn)換和存儲，其實際應(yīng)用效果可以在計算機(jī)芯片處理速度加快以及計算機(jī)信息儲存量加大上得以體現(xiàn)。

2 半導(dǎo)體光電信息材料的應(yīng)用進(jìn)展

2.1 納米光電功能材料

納米材料是指以納米為單位且材料顆粒尺寸在1納米至100納米之間的材料。納米光電材料也是高效率轉(zhuǎn)化光能和電能的光電轉(zhuǎn)化材料，這種以光電為媒介的儲存技術(shù)在光學(xué)通信領(lǐng)域以及光電傳感器上的應(yīng)用較為廣泛。納米材料因其自身的尺寸特點(diǎn)開發(fā)出了許多新的特性。例如原子尺寸在0.1納米左右且納米材料的尺寸在1納米至100納米之間，則表明了納米材料在原子簇特性內(nèi)。而如果納米材料超過100納米則表明其在原子尺寸特性和宏觀物體特性之間，因此納米材料因其單位體積粒子數(shù)和粒子直徑較小致使了晶面之間的距離變小。納米材料在量子領(lǐng)域中具有量子隧道效應(yīng)和量子維數(shù)效應(yīng)，這些特性在光電、磁熱和化學(xué)等方面都是全新的研究發(fā)現(xiàn)。

2.2 量子級聯(lián)激光器材料

近年來的移動通信業(yè)務(wù)隨著信息時代的發(fā)展呈現(xiàn)出爆炸式增長的趨勢，這使得量子級激光器材料在信息通信行業(yè)中有了全新的發(fā)展應(yīng)用途徑。分子波束傳播技術(shù)和量子工程相互結(jié)合產(chǎn)生了量子級激光材料，該技術(shù)材料的成功研制克服了原有半導(dǎo)體材料應(yīng)用的局限性。量子級聯(lián)激光技術(shù)經(jīng)過了多年的研究已為自由空間通信以及軍事對抗等領(lǐng)域的發(fā)展提供了巨大的可變性。

2.3 光子帶隙功能材料

光子帶隙功能材料中的光子是遵循一定軌跡進(jìn)行周期性運(yùn)動的，光子帶隙功能材料中的光子可以發(fā)生晶體反應(yīng)以達(dá)到控制光色散的最終目的。同時將這種材料用于計算機(jī)芯片制造中可以使芯片的運(yùn)算和傳輸速度大幅度提高，甚至達(dá)到了原始計算機(jī)芯片處理能力不可比擬的程度。然而當(dāng)前可見光和近紅外波三維光子晶體的制備難度較高導(dǎo)致其發(fā)展進(jìn)展緩慢，因此還需要進(jìn)一步加強(qiáng)光子帶隙功能材料制備工藝過程的研究。

3 半導(dǎo)體光電信息材料的研究進(jìn)展

我國光電信息技術(shù)的發(fā)展因起步較晚與其他發(fā)達(dá)國家相比還存在許多不足之處，主要有以下幾個方面問題：

3.1 科技水平低技術(shù)發(fā)展受到阻礙

我國的科學(xué)技術(shù)水平相對低于國際先進(jìn)水平且近年來的科技發(fā)展較為緩慢，同時以高水平科學(xué)研究和技術(shù)為基礎(chǔ)的光電半導(dǎo)體材料的研究也受到了制約。因此為了更好地促進(jìn)光電信息材料技術(shù)的發(fā)展，我國應(yīng)努力提高科技發(fā)展水平并與國際先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展步伐保持一致，加大相關(guān)技術(shù)方面的人力物力投入來為半導(dǎo)體光電信息功能材料的研究打造堅實的基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)

我國高等學(xué)校受應(yīng)試教育的影響培養(yǎng)出的人才過于依賴?yán)碚撝R且缺乏創(chuàng)新意識，然而半導(dǎo)體光電材料的研究需要具有廣泛理論知識和靈活思維意識以及創(chuàng)新意識等全方面發(fā)展的人才。因此我國有必要改進(jìn)有關(guān)的教育政策制度以鼓勵大學(xué)培養(yǎng)更多的具有創(chuàng)新和靈活思維的人才，除此之外，還應(yīng)將重點(diǎn)放在人才的專業(yè)技術(shù)水平發(fā)展上，通過這種方式來培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型合格人才以滿足社會的需求和半導(dǎo)體光電材料的研究需求。

3.3 建立完善政策體系

目前我國在半導(dǎo)體光電技術(shù)開發(fā)研究方面的政策還不是很完善，例如在半導(dǎo)體光伏材料的研究方面沒有適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管框架。因此相關(guān)部門應(yīng)并建立監(jiān)管與激勵機(jī)制來加快半導(dǎo)體光電信息功能材料研究進(jìn)展。此外相關(guān)科研技術(shù)單位也應(yīng)以國家實際發(fā)展情況為基礎(chǔ)仔細(xì)鉆研半導(dǎo)體光電信息材料技術(shù)，通過政策的有效落實充分指導(dǎo)其應(yīng)用拓展。

4 結(jié)語

半導(dǎo)體光電信息功能材料涵蓋了大多數(shù)傳統(tǒng)復(fù)合材料和現(xiàn)代納米材料，該技術(shù)經(jīng)過科學(xué)家長期的關(guān)注和研究具有了廣闊的市場應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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