光电子信息材料发展综述

摘 要：文章主要围绕光电子信息材料展开分析，其中对光电子信息材料的含义、发展以及类型等进行了简单地介绍，然后针对光电子信息材料的应用现状进行了详细研究，希望可以不断推动光电子信息材料的发展进程，为我国相关领域的发展提供强大的基础。

关键词：光电子;信息材料;发展

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0251-02

0 引言

近幾年来，我国的经济发展水平迅速提升，很多行业都处于高速发展的过程中，其中信息、计算机等领域的发展更是快速，我们应该明白光电子信息技术、材料和芯片等是其发展的基础，因此，相关人员应当不断提高注意力，推动光电子信息材料的能力建设。

1 光电子信息材料的含义

光电子信息材料主要是指被应用在光电子、微电子以及一些新型的元器件基础产品领域中的材料，内部主要包括很多材料，其中半导体微电子材料的主要代表是单晶硅，光电子材料的主要代表是激光晶体、化合物半导体等，而电子陶瓷材料的代表主要是介质陶瓷和热敏陶瓷。随着我国经济迅速发展，信息技术、网络技术等领域都处于高速发展的过程，这些光电子信息材料就是其发展进步的基础材料[1]。

2 光电子信息材料的发展

在1986年就已经存在关于光电子激增的说法，并且很多领域的发展进步需要光电子信息材料作为基础，砷化镓半导体的销售金额仅仅在1987年就已经达到了4亿多美元。世界很多国家都认识到该领域研究的重要性，日本在光电子领域的研究进程始终保持在前沿状态，其在研究中始终将光电信息工程和前沿的光芯片材料摆在发展的重要位置，而这些研究内容中就包括了对光电子信息材料的开发[2]。

3 光电子信息材料的主要类型

3.1 硅微电子材料

目前，微电子技术的基础材料就是硅，研究调查发现，硅材料直至21世纪中期都仍然是微电子技术的基础。为了能够提升微电子技术等的发展水平，相关人员会不断提高硅集成电路ICs性能价格比，并且在硅单晶的发展趋势上会始终将直拉硅单晶直径的增加作为主要内容。近几年来，研究人员预计18英寸的硅单晶可能会被投入生产，虽然尺寸在不断缩小，但是其整体速度和集成度都在不断增加[3]。

3.2 化合物半导体基高效发光材料

在实际生产和生活中，相关人员一直追求通过化合物半导体来实现光电集成，因为光电集成工作需要其拥有很高的发光效率，所以研究人员将提升化合物半导体材料的发光效率作为工作的重点，近些年来，该项研究也取得了重要进展。主要的化合物半导体材料包括镓砷、磷化铟、铝镓铟砷等化合物半导体材料体系。

3.3 宽带隙半导体材料

目前，宽带隙半导体材料已经发展到了第三代，氧化锌、碳化硅 以及金刚石等氮化物是其主要的材料，拥有了众多新型材料的特性。这些半导体材料拥有耐高温、耐高功率的特质，在研究很多耐高温、高频大功率以及抗辐照等半导体微电子器件、电路的十分理想和优良的基本材料。除此之外，氧化锌等材料还可以作为短波长光电子材料存在，并在其它器件的制作中发挥作用[5]。

3.4 纳米低维半导体材料

纳米低维半导体材料是指自然界中不是天然存在的、现在被人们研究制造的新型材料，主要包括量子阱材料、二维超晶格、零维量子点材料以及一维量子线等，但是这些材料不包括体材料。纳米低维半导体材料的研究、制作等工作是在MBE、MOCVD技术和微细加工技术的发展和应用基础上进行的，并且也给量子器件的研制带来了机会，相关人员也在不断地研究中，希望可以更加顺利地投入生产[6]。

3.5 其它信息作用材料

在其它信息作用材料中，我们主要介绍存储材料，当前的存储材料主要有磁记录材料和信息存储材料两种，在使用磁记录材料进行存储的过程中，相关人员早在2006年的时候已经实现了磁性材料中磁记录单元尺寸的最大化。信息作用材料在生产到现在经历了一个长期的演变和发展过程，由体材料到超薄的微结构材料再到作用集成芯片材料，最后朝着纳米材料的方向不断发展[7]。

4 光电子检测和传感材料

光电子检测和传感材料的主要功能就是将从外部获得的一些电、光或者化学等目标量，然后将这些进行转化，最后成为一种使得操作可以更加便捷的信息形式，光电子检测和传感材料要求其对外部的感应能力十分灵敏，并且对于抗干扰能力也有很高要求。

4.1 光电子探测和传感器材料

光电探测器一直被相关人员应用在光电倍增管中，需要在组建光电阴极面的时候依据波长情况选用合适的材料，同时还要通过玻璃纤维面板实现每一级增强器的沟通。光学纤维传感器需要有较高的抗干扰性能和灵敏程度，目前，氟化物玻璃和低损耗石英玻璃是被广泛应用的光学纤维传感材料。近几年来，为了不断提高光学纤维传感器的灵敏性，研究人员逐渐展开对特性光纤的研究[8]。

4.2 激光材料

激光材料一般是激光器的生产原料，各种类型的激光材料被应用在不同类型、不同波长激光器的生产过程中，半导体激光器是光电子信息技术使用中较为重要的一种器件。半导体激光器具有响应时间较短、方便集成以及体积微小的特点，新兴的调谐激光晶体属于固体激光材料，而激光玻璃和激光晶体都是投入到大功率以及高能量固体激光器的研制中。

5 光存储和显示用材料光电子信息传输材料

5.1 磁记录材料

当前计算机内部大多使用二进制数据存储的方式，在内部存储的应用中，相关人员广泛使用半导体的动态存储器。而外部存储主要由磁记录的方式实现，在外部存储中主要包括硬磁盘和软磁盘，这就是磁记录材料在计算机存储工作中的应用和体现。

5.2 光存储材料

在光学存储信息的起步阶段，照相微缩是主要的方式，随着激光不断发展，光全息存贮手法用于密集信息和三维信息的保存，但是没有办法满足人们对于灵敏度等方面的要求。现在，数字化光盘存储技术最为先进，并且具有存储周期长和可靠性高的优点。

5.3 光电子显示材料

计算机终端的显示器是光电子显示材料的主要应用领域，近几年来，相关人员加大了对电致发光材料方面的研究，对其发光亮度和电光转换效率有了更高的要求，并且研究人员提出了使用稀土等过渡元素来提升性能的方式。

6 信息的运算和处理材料

非线性光学介质需要按照外部的光、磁场、电以及声音等目标进行转变才可以实现光电子的运转，因此，相关人员主要针对非线性光学材料进行研究，其中包括非线性半导体材料和无机非线性光学材料两种。

7 光电子信息材料的应用现状

7.1 光电半导体材料

光电材料、电子材料以及仪表材料都是由半导体材料组成的，而光电半导体材料主要被应用在光电信息的获取和传输中，硅单晶是最早被应用在工业中的半导体材料，随着光电半导体材料的不断开发，越开越多的化合物半导体材料被研制，然后发挥着重要作用。

7.1.1 硅微电子技术材料

微电子技术是一种高新电子技术，它主要是将集成电路为核心的各种半导体器件作为基础，在半导体产业以及硅材料的发展、研究过程中，硅微电子技术材料被人们开发出来，具有可靠性高、质量轻以及体积较小的优势，但是人们对于信息的需求量过大，所以硅微电子信息技术材料难以满足人们的要求，相关人员还需要加强对其它材料的研究。

7.1.2 量子级联激光器材料

超晶格和量子阱材料已经在砷化镓和磷化铟基的基础上取得了较大的进步，并且在移动通信和光通信等领域中被广泛应用20世纪末，量子级联激光器材料被发现，多年以来，其发展越来越成熟，在自由空间通信和遥控化学传感等多方面拥有广阔的应用前景。

7.1.3 光子带隙材料

光子带隙材料的概念早在1987年被提出，并且一维光子晶体已经被研制出来，近几年来，随着二维光子晶体的出现，例如硅基二维光子晶体等，相关人员将其应用在计算机芯片的制作中，可以在很大程度上提高计算机的运行速度。

7.2 纳米光电子材料

目前，越来越多的人意识到纳米材料的优越性和重要性，与此同时，相关人员展开了对纳米磁性材料、纳米陶瓷材料、纳米信息材料、纳米复合催化剂等多方面的研究，并且将取得的研究成果部分应用于实践，不断提高其实用性。

7.2.1 纳米光电材料的特性

纳米材料由于其本身的尺度在宏观物体和原子簇之间，所以其具有小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应以及量子尺寸效应等，同时还会根据这些效应出现众多不同的特性，而纳米光电材料的突出优势就是更具有催化活性。

7.2.2 纳米光电材料的研究现状

目前，在纳米光电材料的研究过程中，纳米光电子学逐渐出现在人们的视野中，它是以纳米电子器件和纳米半导体材料的发展为基础，并且现在已经成为纳米光通信技术发展的关键支撑，同时越来越多的人投入到对纳米材料的研究中。

8 结语

根据文章我们可以发现，光电子信息材料的发展已经有了很大提升，并且国内外都十分重视该领域的研究，我国在这方面的研究虽然落后于国际水平，但是也取得了很大成就，在一些领域中也逐渐加大对这些材料的应用，期望光电子信息材料可以进一步发展。

参考文献

[1] 孙一凡.光电子信息材料发展综述[J].山东工业技术，2018（2）：170-170.

[2] 张奇之.新型光学材料发展综述[J].建筑工程技术与设计，2017（19）：4443.

[3] 郭铁民.新型光学材料发展综述[J].工业c，2016（6）：00290-00290.

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[5] 许利刚，邱伟，陈润锋，等.ZnO电极修饰层在钙钛矿太阳能电池中的应用[J].物理化学学报，2018（1）：36-48.

[6] 曹佳浩，李东升，皮孝东，等.硅基光電子发光材料与器件[J].中国科学：技术科学，2017（10）：5-20.

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[8] 文丹，张正涛，付成.钙钛矿太阳能电池中吸光材料的发展现状[J].江汉大学学报（自然科学版），2016，44（3）：209-214.