光电材料的应用前景分析以及工业化发展探讨

摘 要：光电材料是一种功能性材料，在众多领先领域都有应用，比如在激光、自动化以及航空航天等领域，这都是当前高新技术以及材料技术研究开发的热点。本篇文文章对于一些光电材料的应用前景展开了分析，并对其在工业化发展中的作用进行了探讨。

关键词：光电材料;应用前景;发展

当前世界正处于光电信息化产业快速发展的时间节点，在新世纪，光电产业展露出深厚的发展潜力，未来工业和信息产业的竞争重心将会逐渐从微电子产业过渡到光电子产业。光电子在未来一段时间内会取代电子产业逐渐成为新世纪规模最大的产业。光电子发展的好坏与否也是衡量国家进步程度以及综合实力的主要标准。光电材料作为整个电子产业的基础，按照用途划分可以分为光电转换材料以及光电催化材料;按照构成成分来分，可以分为有机光电材料以及无机光电材料以及混合型光电材料等等。[1]

一、光电材料的定义及其分类

光电材料是指可以将光能转换为电能的一类能量转换功能材料，其中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电子元件基础产品范畴中的材料，内部由多种不同的材料构成。其中半导体微电子材料和光电子材料是两大主要的类别，在国内的经济发展和信息网络技术发展中担负着重要的责任。

（一）硅微电子材料

当前在微电子技术的领域，硅微电子材料是比较知名的，微电子技术是建立在集成电路为中心的各种元器件之上的新型技术。硅材料也是半导体继承电路和一些太阳能电池的重要组成材料，对当前的信息技术的发展有较为深刻的影响，其主要的特点在于体积小、稳定性强等。硅材料能够有效提升硅的性能，提高集成电路的合成效率等等。在未来的工业化应用和发展过程中，硅材料将会逐渐发展，以至于解决由于硅器件直径增加导致的一些缺陷程度提升，并且丧失均匀性等问题。其次，通过缩小一些器件的尺寸并且提高硅的集成度的角度来分析，未来硅材料的发展主要是研究出更加适合专业领域的大直径硅外延片。[2]

（二）化合物半导体基高效发光材料

在具体的实践过程中，专业人员致力于通过化合物半导体来实现光电的集成，光电集成的相关工作内容需要更高的散射光能的效率，因此工作人员将主要的发展中心放在了提高光能的散射效率上，这项技术也取得了一定的进展，产生了大量的化合物半导体材料。

（三）宽带隙半导体材料

这一类半导体材料历经了前两代迎来了第三代，新型的宽带隙材料继承了大部分新材料的共同特征，比如可以适应高温环境、以及大功率环境等等。能够在较多的专业领域施展拳脚。除此之外，一些此类材料诸如氧化锌能够用作短波长光电子材料，在相关元件中发挥作用。

二、光电子材料的应用前景分析及工业化发展探讨

（一）光电半导体材料

半导体材料是电子材料以及光电材料等材料的重要构成部分，涉及到的产业领域较广。在光电信息的斩获和传导的过程中，光电半导体材料是必不可少的，在早期，工业化发展应用的主要是单硅晶，在最近几年，化合物半导体的研究逐渐取得了较大的发展，相对于单硅晶来说，化合物半导体材料有较高的迁移率，饱和速度快，对于器件的高性能有较大的帮助。[3]

微电子技术作为一种新型的电子技术，主要是把以集成电路为核心的额多种半导体材料当做是基石，在半导体产业和硅材料的发展过程中，逐渐被专家所重视起来的，一种稳定性高，质量相对较低的材料。但是出于对人们日益上涨的信息需求，硅微电子信息技术材料难以匹配人们的应用要求，未来还需要加大对其他材料的研究。

光子带隙材料的概念起源于上世纪80年代末期。在最近几年的发展过程中，伴随着二维光子晶体的发现，一些工作人员逐渐意识到其在计算机元器件制造领域的重要性，这些都可以在一定程度上人们对计算机性能的发展需求。这也是未来的应用领域之一。

其次，作为一种光电子半导体材料，超晶格量子级材料实现了近几年来的进步，并且已经在移动通信等领域实现了广泛的应用，也逐渐发展成熟，未来会在自由空间通信等领域取得长远的发展。

（二）纳米光电子材料

纳米材料是当前比较火热的光电材料之一，当前已经有专业的学者针对磁性材料，陶瓷材料、催化剂等进行了研究，而且也取得了较为理想的发展效果。

纳米光电材料以其尺寸小的特征得以显著，˙这类材料有诸多其他材料没有的效应。比如表面效应，在表面的原子增加到一定的级别的时候，表面上的原子灰决定粒子的陛能，因而给纳米光电材料带来更多的活性。量子的尺寸效应不仅仅会导致纳米光电材料的光性质受到影响，也会影响电性质的稳定性，所以纳米光电材料的催化性能相对更高。

纳米半导体材料主要应用于纳米电子领域，在未来一段时间内，以纳米光电材料为基础的纳米光电技术将会成为新类型电子器件的发展基石，并且会逐渐成为通信技术发展的重要保障。

结语

光电材料的发展前景十分广阔，并且包括了传统复合材料以及現代纳米材料两大类别，逐渐引起专业人士的重视，在未来的工业化发展过程中，研究和发展的中心主要集中于新材料的研发以及材料新功能的开发上。同时对于材料产生作用背后的原理的研究和未来的产业化、功能化发展也是光电材料的发展趋势。

参考文献：

[1]蔡增华. 新型光电半导体材料的第一性原理计算研究[D].华东师范大学，2019.

[2]高旭辉.新型纳米光电材料的光物理研究[J].安阳师范学院学报，2018（05）：28-31.

[3]尚启. 新型有机光电材料的合成及器件性能研究[D].福州大学，2017.

作者简介：

王雪亮，男，汉，内蒙古，硕士，光学工程，在校生，1994.11.28。