半導(dǎo)體光電信息功能材料的研究

楊雲(yún)程

摘 要 光電子技術(shù)的研究和發(fā)展歷程并不深入，但是這種技術(shù)已經(jīng)滲透到了人們生活的各個(gè)環(huán)節(jié)中，并且給人們的生活帶來了很大的便利。光電子技術(shù)在未來的發(fā)展過程中，將會(huì)有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢和性能，在未來的信息時(shí)代中發(fā)揮著更為重要的作用。本文主要將光電信息功能材料的基本知識(shí)研究作為基礎(chǔ)，將半導(dǎo)體光電材料、納米功能材料和光折變功能材料等作為研究的側(cè)重點(diǎn)，進(jìn)一步分析制備半導(dǎo)體光電信息功能材料的工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體 光電信息功能材料 應(yīng)用

我國生產(chǎn)能力的提升離不開材料技術(shù)的推動(dòng)性作用，所以如今材料技術(shù)升級(jí)和優(yōu)化的水平對(duì)于經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力有著不可忽視的影響。如今我國已經(jīng)將科研領(lǐng)域的主要側(cè)重點(diǎn)放到材料技術(shù)的研究上，在這一過程中也離不開光電子技術(shù)的輔助性作用。如今的光電信息功能材料，除了具有傳統(tǒng)電子材料的特性之外，還增加了光子材料的優(yōu)異性能，在未來的發(fā)展過程中必然會(huì)獲得更多的機(jī)遇。

一、電信息材料的應(yīng)用進(jìn)展

（一）半導(dǎo)體光電材料

半導(dǎo)體由于功能的特異性，和自身導(dǎo)電性能在導(dǎo)體和絕緣體之間的這一特性，作為目前的新型材料得到了廣泛的應(yīng)用。其中最常見的就是在光電信號(hào)擴(kuò)展過程中，所利用半導(dǎo)體作為轉(zhuǎn)化的材料。除此之外，另外一個(gè)非常常見的應(yīng)用領(lǐng)域就是光能和電能的相互轉(zhuǎn)化上。作為一種新型的功能材料，在近幾年的發(fā)展過程中，無論是使用頻率還是范圍上半導(dǎo)體材料都體現(xiàn)出了無法替代的優(yōu)良性能。在使用半導(dǎo)體材料的過程中，能夠?qū)⒃械墓怆娹D(zhuǎn)換速率提升，但是由于目前以硅材料為主的半導(dǎo)體材料，無論在信息處理速度上還是新技術(shù)的運(yùn)用上還有待提高。

（二）納米光電功能材料

以納米為單位來作為測量方式的材料屬于納米材料的范疇之內(nèi)，除了本文上文所論述的半導(dǎo)體材料之外，納米材料也是目前應(yīng)用范圍比較廣的光電功能轉(zhuǎn)化材料之一。為了能夠獲得更多的電能及化學(xué)能，可以通過納米材料來對(duì)于大范圍的光能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這種材料無論是儲(chǔ)備性能上還是傳播方式上都體現(xiàn)出了巨大的潛力，如今也被廣泛地應(yīng)用于光通信領(lǐng)域和信號(hào)器、傳感器監(jiān)測等領(lǐng)域。納米材料雖然尺寸比較小，然而其內(nèi)部所具有的粒子數(shù)量和表面積都非常的巨大，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，能夠體現(xiàn)出明顯的量子隧道效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)。

（三）光折變功能材料

想要改變光的折射率，達(dá)到真正的適用范圍的方式，可以通過光電功能材料來進(jìn)行，這種材料在光線照射。充足的情況下能夠迅速地對(duì)于光子材料進(jìn)行吸收，并且在自身的電荷下產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，形成一種特殊的電磁場，在這種電廠下最終能夠形成為人們所利用的光電效應(yīng)模式。這種材料最優(yōu)良的特性是無論對(duì)于使用中環(huán)境的要求，還是獲取上都是非常容易的，在室內(nèi)完成工業(yè)信息運(yùn)算處理的過程中體現(xiàn)出了不可代替的作用。其中最常見的領(lǐng)域就是針對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存問題和提升數(shù)據(jù)集中程度上的作用，能夠進(jìn)一步推動(dòng)光電效應(yīng)應(yīng)用原理的研究和其他特異性材料研制的工作。

二、光電信息功能材料制備工藝研究

（一）物理氣相沉積法

氣相沉積法在光電信息處理和制造更多功能性材料的過程中發(fā)揮了不可替代的價(jià)值，這種方法所涉及的領(lǐng)域和原理非常的廣泛，其中最常見的就是化學(xué)氣相沉積法和物理氣相沉積法。電弧鍍法、激光脈沖輔助沉積和磁控濺射法都是物理氣相沉積法的主要方式。這些方式在具體制備流程上存在著一些差別，然而總體來說利用的原理基本上是一致的，主要是利用靶細(xì)胞材料和等離子之間撞擊所產(chǎn)生的建設(shè)效應(yīng)進(jìn)一步地輔助薄膜的形成。與這種方式相似，但是存在著一定差異的就是激光輔助脈沖沉積工藝，其中主要產(chǎn)生差異的步驟是對(duì)于靶材料的處理上，這種方式主要是利用把材料來進(jìn)行蒸發(fā)，來獲取基片所需要的原子。這種方法在獲取半導(dǎo)體材料上體現(xiàn)出了較高的成功率，目前也取得了一定的成果。

（二）化學(xué)氣相沉積法

除了本文上面所論述的物理氣相沉積法之外，另外一個(gè)常見的方式就是化學(xué)氣相沉積法。與上述方法相比不同的是這種方式對(duì)于氣體和環(huán)境的要求較高，需要將反應(yīng)性的氣體放在一個(gè)封閉的環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)。如今碳納米管是這種方式最常見的產(chǎn)品之一，在獲取了一些基礎(chǔ)性材料之后還需要制備出一些對(duì)反映起到輔助性作用的化學(xué)氣體來達(dá)到最終的目的，整個(gè)過程所需要的環(huán)境因素是非常嚴(yán)格的。

（三）等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)

采用含有薄膜組成原子的氣態(tài)物質(zhì)，進(jìn)一步的生成與最終所需材料有關(guān)的反應(yīng)是等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)的主要方式，這種方式將非平衡等離子體的性能充分的發(fā)揮了出來。在這一過程中所需要的條件也是非常嚴(yán)格的，需要溫度達(dá)到一定的程度才能夠使氣體分子充分的激發(fā)出來。然而由于這一過程中所產(chǎn)生的納米級(jí)晶粒，具有非常高的可操控性，所以目前被大范圍地運(yùn)用于納米鑲嵌復(fù)合膜的生產(chǎn)上。

三、結(jié)語

現(xiàn)代納米材料和傳統(tǒng)復(fù)合材料都被廣泛的運(yùn)用到光電功能材料之中，并且在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，如今我國也進(jìn)一步加大了光電功能材料的科研投入。在未來的發(fā)展過程中，將側(cè)重點(diǎn)放到材料的創(chuàng)新性探索和新效應(yīng)產(chǎn)生的領(lǐng)域之中。

參考文獻(xiàn)：

[1]林翔云.半導(dǎo)體材料范疇的界定[J].天津科技，2019，46（12）：33- 35.

[2]任瀅瀅.半導(dǎo)體ZnO與其他功能氧化物的界面物理性質(zhì)[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，57（04）：446.

[3]何冬青，王琦，于倩，王玨，劉洪成，杜新偉.利用瞬態(tài)光伏技術(shù)研究半導(dǎo)體功能材料的光電性質(zhì)[J].黑龍江科學(xué)，2016，7（05）：10- 12.

[4]趙恒，徐長安，谷泉宏.半導(dǎo)體光電信息功能材料的研究進(jìn)展[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（03）：248.