半导体光电信息功能材料的研究

杨雲程

摘 要 光电子技术的研究和发展历程并不深入，但是这种技术已经渗透到了人们生活的各个环节中，并且给人们的生活带来了很大的便利。光电子技术在未来的发展过程中，将会有着自身独特的优势和性能，在未来的信息时代中发挥着更为重要的作用。本文主要将光电信息功能材料的基本知识研究作为基础，将半导体光电材料、纳米功能材料和光折变功能材料等作为研究的侧重点，进一步分析制备半导体光电信息功能材料的工艺技术。

关键词 半导体 光电信息功能材料 应用

我国生产能力的提升离不开材料技术的推动性作用，所以如今材料技术升级和优化的水平对于经济和生产力有着不可忽视的影响。如今我国已经将科研领域的主要侧重点放到材料技术的研究上，在这一过程中也离不开光电子技术的辅助性作用。如今的光电信息功能材料，除了具有传统电子材料的特性之外，还增加了光子材料的优异性能，在未来的发展过程中必然会获得更多的机遇。

一、电信息材料的应用进展

（一）半导体光电材料

半导体由于功能的特异性，和自身导电性能在导体和绝缘体之间的这一特性，作为目前的新型材料得到了广泛的应用。其中最常见的就是在光电信号扩展过程中，所利用半导体作为转化的材料。除此之外，另外一个非常常见的应用领域就是光能和电能的相互转化上。作为一种新型的功能材料，在近几年的发展过程中，无论是使用频率还是范围上半导体材料都体现出了无法替代的优良性能。在使用半导体材料的过程中，能够将原有的光电转换速率提升，但是由于目前以硅材料为主的半导体材料，无论在信息处理速度上还是新技术的运用上还有待提高。

（二）纳米光电功能材料

以纳米为单位来作为测量方式的材料属于纳米材料的范畴之内，除了本文上文所論述的半导体材料之外，纳米材料也是目前应用范围比较广的光电功能转化材料之一。为了能够获得更多的电能及化学能，可以通过纳米材料来对于大范围的光能进行转化，这种材料无论是储备性能上还是传播方式上都体现出了巨大的潜力，如今也被广泛地应用于光通信领域和信号器、传感器监测等领域。纳米材料虽然尺寸比较小，然而其内部所具有的粒子数量和表面积都非常的巨大，在实际应用的过程中，能够体现出明显的量子隧道效应和小尺寸效应。

（三）光折变功能材料

想要改变光的折射率，达到真正的适用范围的方式，可以通过光电功能材料来进行，这种材料在光线照射。充足的情况下能够迅速地对于光子材料进行吸收，并且在自身的电荷下产生转移，形成一种特殊的电磁场，在这种电厂下最终能够形成为人们所利用的光电效应模式。这种材料最优良的特性是无论对于使用中环境的要求，还是获取上都是非常容易的，在室内完成工业信息运算处理的过程中体现出了不可代替的作用。其中最常见的领域就是针对数据的储存问题和提升数据集中程度上的作用，能够进一步推动光电效应应用原理的研究和其他特异性材料研制的工作。

二、光电信息功能材料制备工艺研究

（一）物理气相沉积法

气相沉积法在光电信息处理和制造更多功能性材料的过程中发挥了不可替代的价值，这种方法所涉及的领域和原理非常的广泛，其中最常见的就是化学气相沉积法和物理气相沉积法。电弧镀法、激光脉冲辅助沉积和磁控溅射法都是物理气相沉积法的主要方式。这些方式在具体制备流程上存在着一些差别，然而总体来说利用的原理基本上是一致的，主要是利用靶细胞材料和等离子之间撞击所产生的建设效应进一步地辅助薄膜的形成。与这种方式相似，但是存在着一定差异的就是激光辅助脉冲沉积工艺，其中主要产生差异的步骤是对于靶材料的处理上，这种方式主要是利用把材料来进行蒸发，来获取基片所需要的原子。这种方法在获取半导体材料上体现出了较高的成功率，目前也取得了一定的成果。

（二）化学气相沉积法

除了本文上面所论述的物理气相沉积法之外，另外一个常见的方式就是化学气相沉积法。与上述方法相比不同的是这种方式对于气体和环境的要求较高，需要将反应性的气体放在一个封闭的环境中进行反应。如今碳纳米管是这种方式最常见的产品之一，在获取了一些基础性材料之后还需要制备出一些对反映起到辅助性作用的化学气体来达到最终的目的，整个过程所需要的环境因素是非常严格的。

（三）等离子体化学气相沉积技术

采用含有薄膜组成原子的气态物质，进一步的生成与最终所需材料有关的反应是等离子体化学气相沉积技术的主要方式，这种方式将非平衡等离子体的性能充分的发挥了出来。在这一过程中所需要的条件也是非常严格的，需要温度达到一定的程度才能够使气体分子充分的激发出来。然而由于这一过程中所产生的纳米级晶粒，具有非常高的可操控性，所以目前被大范围地运用于纳米镶嵌复合膜的生产上。

三、结语

现代纳米材料和传统复合材料都被广泛的运用到光电功能材料之中，并且在各个领域发挥着不可替代的作用，如今我国也进一步加大了光电功能材料的科研投入。在未来的发展过程中，将侧重点放到材料的创新性探索和新效应产生的领域之中。

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