關(guān)于半導(dǎo)體光電信息和功能材料的探究

方松濤

摘要：對(duì)于一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展來說，提高材料的技術(shù)水平也就是在提高國家的工業(yè)水平，所以世界上各個(gè)國家都對(duì)材料技術(shù)的發(fā)展十分重視，并加大資源投入。在如今的世界材料科學(xué)研發(fā)的高精端領(lǐng)域，關(guān)于半導(dǎo)體的光電信息材料研發(fā)是非常重要的研究方向，這個(gè)方向涉及到半導(dǎo)體材料的兩種性能，分別是電子性能與光子性能，光電信息材料在新時(shí)代中具有可觀的潛力，不僅能夠促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步，還能提升人們的日常生活質(zhì)量。因此，本文將基于光電信息材料的幾種主要的技術(shù)材料，進(jìn)行加工工藝和材料的相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體材料;功能性材料;光電信息

經(jīng)過多年的發(fā)展，光電信息的技術(shù)已經(jīng)取得了比較可觀的進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛，比如國家的工業(yè)領(lǐng)域和社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域等，在很大程度上提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。光電信息材料的發(fā)展水平以及選擇對(duì)光電信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程有非常重要的作用，材料的進(jìn)步對(duì)技術(shù)的發(fā)展有重要的影響。

1光電信息材料的種類

1.1半導(dǎo)體光電信息材料

半導(dǎo)體實(shí)際上就是介于絕緣體材料和導(dǎo)體材料之間的材料，一個(gè)明顯的特征就是可以將電能轉(zhuǎn)化為其他的能量，比如光能等，還能將其他能量反轉(zhuǎn)為電能。如果對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行相應(yīng)的處理，那么可對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，目前對(duì)于半導(dǎo)體材料的研究已經(jīng)成為了材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，并且投入到的資源越來越多，不過，目前現(xiàn)有的半導(dǎo)體材料在光電領(lǐng)域中的能量轉(zhuǎn)化內(nèi)容存在一定的不足，這在一定程度上阻礙了半導(dǎo)體材料的發(fā)展。目前，半導(dǎo)體材料主要有兩種，分別是量子級(jí)連激光器材料與硅材料。

在半導(dǎo)體材料的兩種主要材料中，硅材料的應(yīng)用分為比較廣，因?yàn)楣璨牧暇哂斜容^優(yōu)秀的光電轉(zhuǎn)化性能，所以太陽能板的制造材料一般都是硅材料，而且硅材料在電子信息等領(lǐng)域也有很廣泛的應(yīng)用，絕大部分芯片都是硅材料制成的，在很大程度上促進(jìn)了集成電路的發(fā)展[2]。不過，值得注意的是，在尺寸方面，硅材料是比較嚴(yán)格的，如果硅材料的儲(chǔ)存過小，那么就會(huì)影響其信息等儲(chǔ)備效率以及儲(chǔ)備份額。但是如果硅材料的尺寸過大，就會(huì)影響材料的均勻性，這樣會(huì)對(duì)信息的傳輸效率產(chǎn)生極大的影響，無法滿足新時(shí)代人們對(duì)信息傳輸效率的要求，因此，納米級(jí)別的硅材料是發(fā)展下一階段電子信息技術(shù)的關(guān)鍵。

進(jìn)入新世紀(jì)以后，國內(nèi)電子信息技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)用戶的數(shù)目不斷攀升，人們對(duì)于信息傳遞以及電子通信的要求也隨著時(shí)代的發(fā)展不斷提升。因此，半導(dǎo)體材料的另一材料，量子級(jí)連激光器材料得到了比較大的發(fā)展空間，這種材料不僅在軍工領(lǐng)域深受青睞，還在半導(dǎo)體材料的諸多應(yīng)用領(lǐng)域解決了很多難題，促進(jìn)了半導(dǎo)體材料的發(fā)展。

1.2 納米光電功能材料

目前，半導(dǎo)體的光電信息材料的發(fā)展方向之一是向著納米級(jí)別發(fā)展，在通信領(lǐng)域中，納米級(jí)別的光電材料在很多方面都有了新的特征，比如光、熱和電三個(gè)方面[3]。而且，納米級(jí)別的光電材料還具有一定的小尺寸效應(yīng)，在極小的空間中包含很多粒子，所以納米級(jí)別的材料具有很強(qiáng)的適用性和實(shí)用性，還具有很強(qiáng)的光電轉(zhuǎn)化效率，應(yīng)用前景也很廣泛。

1.3光折變功能材料

在功能材料中，可以根據(jù)光電效應(yīng)對(duì)光的折射率進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)光折變動(dòng)的功能，在應(yīng)用過程中，光折變動(dòng)的材料可以很快進(jìn)行光學(xué)信息等儲(chǔ)存以及處理。所以，在光學(xué)的信息處理領(lǐng)域中，這種材料的應(yīng)用前景很廣泛，而且能夠產(chǎn)生比較大的積極影響。

2光電信息材料的加工工藝

制作光電信息材料所使用的方法基本上都是氣相沉積法，不過，氣相沉積法具有不同的原理，因此可根據(jù)遠(yuǎn)離的不同，將氣相沉積法分為如下三類。

2.1物理氣相沉積法

物理氣相沉積法指的是沉積材料是原材料，使用專業(yè)設(shè)備，運(yùn)用高速的等離子撞擊原材料，然后原材料會(huì)因?yàn)樽矒舢a(chǎn)生一定的濺射，濺射出來的原材料原子會(huì)落到基片上，不過，這樣會(huì)形成一定的誤判現(xiàn)象，在管道施工過程中會(huì)影響到修建的進(jìn)度，而且降低修建計(jì)劃的修建質(zhì)量，所以，在管道施工的過程中，為了減免此類影響，應(yīng)該嚴(yán)格遵循國家頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及相應(yīng)的政策[4]?，F(xiàn)階段，氣相沉積法的物理法的應(yīng)用領(lǐng)域比較少，大部分都是應(yīng)用在半導(dǎo)體材料的制造上，通過這一方法制造的半導(dǎo)體光電信息材料的質(zhì)量是比較高的。

2.2化學(xué)氣相沉積法

氣相沉積法的化學(xué)方法指的是沉積材料也是原材料，但是不是使用高速的等離子撞擊，而是在一個(gè)密閉的空間中，注入能夠與沉積材料發(fā)生相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的氣體，使得沉積材料能夠形成對(duì)應(yīng)所需要的光電材料[5]。不過，此類方法的要求比較嚴(yán)格，不僅要保證空間的高溫，還要嚴(yán)格保證密閉空間的封閉性，才能讓制作而成的材料具備高質(zhì)量。

2.3等離子體化學(xué)氣相沉積法

氣相沉積法的等離子體化學(xué)法的工作原理是根據(jù)利用等離子體本身具有的薄膜氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生的一定化學(xué)反應(yīng)，可以在一定程度上提升化學(xué)反應(yīng)的效應(yīng)，從而能夠在制造過程中獲得比較高質(zhì)量的光電信息材料，常用這種方法制造納米級(jí)別的硅復(fù)合薄膜，在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。

結(jié)語

綜上所述，發(fā)展光電信息技術(shù)的一大先決條件是相應(yīng)的材料技術(shù)有所突破，雖然現(xiàn)有的材料技術(shù)已經(jīng)取得了比較優(yōu)秀的成果，比如制造出了比較先進(jìn)的納米級(jí)別的具有光電功能的材料與光折變功能的材料，促進(jìn)了材料水平的提升。但是，制造這些先進(jìn)材料所需花費(fèi)的成本比較高，目前還不具備廣泛普及的可能性，所以在未來的材料發(fā)展領(lǐng)域中，如何降低材料的制造成本是材料研究的重要方向。

參考文獻(xiàn)

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[5]趙涵斐.幾種光電信息功能材料的研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，17（06）：150+152.