技術文章
程開富(中國電子科技集團公司第44研究所，重慶 40060)摘要：本文主要概述了納米電子／光電子器件的分類，并提出發展納米電子／光電子器件的幾點建議。 關鍵詞：納米電子學；納米電子器件；納米光電子器件中圖分類號：tnl5 文獻標識碼：a1引言納米技術是一門在0.1~100μm尺度空間內，對電子、原子和分子的運動規律和特性進行研究并加以應用的高科技學科，它的目標是用單原子、分子制造具有特定功能的產品。國內外科技界已普遍認為納米技術已成為當今研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發展有著十分重要的研究對象。納米科技正在推動人類社會產生巨大的變革，它不僅將促使人類認識的革命，而且將引發一場新的工業革命。納米技術是20世紀末期崛起的嶄新科學技術領域，是一個全新的高科技學科群，它包括納米電子學、納米光電子學、納米光子學、納米物理學、納米光學、納米材料學、納米機械學、納米生物學、納米測量學、納米工藝學、納米醫學、納米顯微學、納米信息技術、納米環境工程和納米制造等。是一門基礎研究與應用探索相互融合的新興技術。納米電子學是納米技術的重要組成部分，是傳統微電子學發展的必然結果，是納米技術發展的主要動力。納米電子學在傳統的固態電子學基礎上，借助最新的物理理論和最先進的工藝手段，按照全新的概念來構造電子器件與系統。納米電子學在更深層次上開發物質潛在的信息和結構的能力，使單位體積物質儲存和處理信息的功能提高百萬倍以上，實現了信息采集和處理能力的革命性突破。納米電子學與光電子學、生物學、機械學等學科結合，可以制成納米電子／光電子器件、分子器件、納米電子機械系統、納米光電子機械系統、微型機器人等，將對人類
新聞資訊
隨著智能時代的到來，光電子器件的應用范圍變得越來越廣泛。在這個領域中，光電子器件的發展機會也變得越來越多。本文將介紹光電子器件在智能時代下的三大發展機會。一、機器視覺機器視覺是一種基于計算機視覺技術實現的自動化視覺系統。它可以使用光電子器件來捕捉圖像，然后使用算法來解決各種問題。機器視覺已經在工業、醫療、農業等領域得到了廣泛的應用。在智能時代下，機器視覺的應用將會更加廣泛。例如，在智能制造領域，機器視覺可以被用來檢測和診斷設備故障。在醫療領域，機器視覺可以被用來幫助醫生進行診斷，例如，診斷癌癥和其他疾病。機器視覺的應用需要高質量的光電子器件。這些器件需要具有高分辨率、高靈敏度、高速度和低噪聲等特性。隨著技術的不斷進步，光電子器件將會變得更加先進，從而為機器視覺的應用提供更好的支持。二、光通信光通信是一種通過光纖傳輸數據的MAX485CSA技術。它比傳統的電信技術更快、更穩定、更安全。在智能時代下，光通信將會得到更廣泛的應用。例如，在智能城市的建設中，光通信可以被用來連接各種設備和系統，并提供更快、更可靠的通信服務。為了實現高速、高質量的光通信，需要高質量的光電子器件。這些器件需要具有高速度、高效率和低失真等特性。隨著技術的不斷進步，光電子器件將會變得更加先進，從而為光通信的應用提供更好的支持。三、虛擬現實虛擬現實是一種通過計算機技術實現的仿真現實環境。它可以被用來模擬各種場景，例如，游戲、培訓和治療等。在智能時代下，虛擬現實將會得到更廣泛的應用。為了實現高質量的虛擬現實體驗，需要高質量的光電子器件。這些器件需要具有高分辨率、高靈敏度和高速度等特性。隨著技術的不斷進步，光電子器件
中科院今天宣布，國內學者研發出了一種簡單的制備低維半導體器件的方法——用“納米畫筆”勾勒未來光電子器件，它可以“畫出”各種需要的AP5100WG-7芯片。隨著技術的發展，人們對半導體技術的要求越來越高，但是半導體制造難度卻是越來越大，10nm以下的工藝極其燒錢，這就需要其他技術。中科院表示，可預期的未來，需要在更小的面積集成更多的電子元件。針對這種需求，厚度僅有0.3至幾納米（頭發絲直徑幾萬分之一）的低維材料應運而生。這類材料可以比作超薄的紙張，只是比紙薄很多，可以用于制備納米級別厚度的電子器件。從材料到器件，現有的制備工藝需要經過十分繁瑣復雜的工藝過程，這對快速篩選適合用于制備電子器件的低維材料極為不利。近日，中科院上海技術物理研究所科研人員研發出了一種簡單的制備低維半導體器件的方法——用“納米畫筆”勾勒未來光電子器件。由于二維材料如同薄薄的一張紙，它的性質很容易受到環境影響。利用這一特性，研究人員在二維材料表面覆蓋一層鐵電薄膜，使用納米探針施加電壓在鐵電材料表面掃描，通過改變對應位置鐵電材料的性質來實現對二維材料性質的精準操控。當設計好器件功能后，科研人員只需發揮想象，使用納米探針“畫筆”在鐵電薄膜“畫布”上畫出各種各樣的電子器件圖案，利用鐵電薄膜對低維半導體材料物理性質的影響，就能制成所需的器件。實際實驗操作中，“畫筆”是原子力顯微鏡的納米探針，它的作用就相當于傳統晶體管的柵電極，可以用來加正電壓或負電壓。但不同于傳統柵電極，原子力顯微鏡的針尖是可以任意移動的，如同一支“行走的畫筆”，在水平空間上可以精確“畫出”納米尺度的器件。在這個過程中，研究人員通過控制加在針尖上電壓
光電子技術是電子信息技術的重要分支，也是半導體技術、微電子技術、材料技術、光學、通信、計算機等多學科交叉產生的新技術。光電子器件是光電子技術的基礎和核心，也是信息產業的重要組成領域，直接拉動形成了數千億美元規模的光電子產業。“十三五”以來，隨著中國制造2025、互聯網+等國家戰略出臺和新一代信息技術迅猛發展，我國光電子器件產業也迎來了獲得了重大發展機遇，但相關基礎研發薄弱、產業創新能力不強、產業鏈發展不均衡情況依然存在，核心高端光電子器件水平相對滯后已成為制約產業發展的瓶頸。黨的十九大報告指出，要深化供給側結構性改革，發展經濟的著力點放在實體經濟上，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端。為深入落實十九大報告精神，加快建設制造強國、網絡強國、數字中國，通過新一代信息技術產業助推形成新動能，針對光電子器件產業發展現狀和趨勢，工業和信息化部電子信息司委托相關行業協會并組織骨干企業、研究機構、大專院校、行業專家等共同編制了《中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2022年）》（以下簡稱《路線圖》），已于2017年12月29日正式發布。《路線圖》較為系統地梳理了國內外光電子器件產業技術現狀，聚焦于信息光電子領域的光通信器件、通信光纖光纜、特種光纖、光傳感器件四大門類并進行了深入分析，研究產業競爭優劣形勢，剖析發展面臨機遇挑戰，研究發展思路和戰略目標，提出若干策略建議與重點方向，力求引領產業發展導向、促進合理布局規劃，凝聚行業力量共同推動我光電子產業加快跨越升級發展。下一步，工業
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室杜小龍研究組經過五年多的持續攻關研究，發展了一種低溫界面工程技術，并進一步設計和構筑了具有銳利界面的新型n－ZnO/i-MgO/p-Si雙異質結p-i-n紫外探測器結構，研制成功Si基ZnO可見盲紫外探測器原理型器件。其獨創的硅基氧化鋅單晶材料生長工藝以及新型器件結構設計與制備技術為我國在光電子技術領域的自主創新研究開辟了一條新路。 短波長光電子|激光器件與Si微電子的集成因其重大的應用價值而被廣泛關注，其中硅基ZnO材料與光電子器件研究是目前國際上的一個重要課題，然而Si基高質量ZnO單晶材料的制備、器件結構的設計等問題具有很大的挑戰性。這是由于Si表面具有很強的活性，極易形成無定形的氧化物與硅化物，阻礙ZnO的外延生長。另外，由于Si的能帶結構與ZnO不匹配，難以獲得理想的光電子器件性能。因此，如何控制Si襯底表面和ZnO/Si異質界面，并設計出新型器件結構已成為這一研究方向的核心科學問題。 自2004年起，該組梅增霞副研究員和博士生王喜娜、王勇等系統研究了Si(111)-7x7清潔表面上金屬Mg薄層的沉積工藝，發現只有在低溫下才能抑制Si與Mg原子的界面互擴散而形成Mg（0001）單晶薄膜。進一步研究發現，該單晶Mg膜可通過活性氧處理形成巖鹽相的MgO（111）超薄膜，從而為兩步法外延生長ZnO提供了良好的模板。他們通過一系列生長參數的優化，利用MBE法最終在2英寸Si芯片上制備出高質量的ZnO單晶薄膜，其結晶性和光電性能等綜合指標居國際領先水平。相關論文被美國Applied Physics Letters的審稿人評為最高
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室杜小龍研究組經過五年多的持續攻關研究，發展了一種低溫界面工程技術，并進一步設計和構筑了具有銳利界面的新型n－ZnO/i-MgO/p-Si雙異質結p-i-n紫外探測器結構，研制成功Si基ZnO可見盲紫外探測器原理型器件。其獨創的硅基氧化鋅單晶材料生長工藝以及新型器件結構設計與制備技術為我國在光電子技術領域的自主創新研究開辟了一條新路。 圖片來源：中國科學院北京分院網站 短波長光電子|激光器件與Si微電子的集成因其重大的應用價值而被廣泛關注，其中硅基ZnO材料與光電子器件研究是目前國際上的一個重要課題，然而Si基高質量ZnO單晶材料的制備、器件結構的設計等問題具有很大的挑戰性。這是由于Si表面具有很強的活性，極易形成無定形的氧化物與硅化物，阻礙ZnO的外延生長。另外，由于Si的能帶結構與ZnO不匹配，難以獲得理想的光電子器件性能。因此，如何控制Si襯底表面和ZnO/Si異質界面，并設計出新型器件結構已成為這一研究方向的核心科學問題。 自2004年起，該組梅增霞副研究員和博士生王喜娜、王勇等系統研究了Si(111)-7x7清潔表面上金屬Mg薄層的沉積工藝，發現只有在低溫下才能抑制Si與Mg原子的界面互擴散而形成Mg（0001）單晶薄膜。進一步研究發現，該單晶Mg膜可通過活性氧處理形成巖鹽相的MgO（111）超薄膜，從而為兩步法外延生長ZnO提供了良好的模板。他們通過一系列生長參數的優化，利用MBE法最終在2英寸Si晶片上制備出高質量的ZnO單晶薄膜，其結晶性和光電性能等綜合指標居國際領先水平。相關論文被美國Applied Phy
印度信息技術部(Information Technology)日前宣布發起若干計劃，以提高本土光電子器件研發的能力。該倡議涵蓋系統、器件和材料，為了加快開發進程，所有研究工作分別由若干印度的研究機構和教育學院負責實施。 位于孟買的應用微波電子工程和研究協會將創建用于封裝光電子器件的國家級封裝設備中心。用于把光纖與器件對準以實現最大光耦合的自動對準系統也將在孟買的設備中心建設。構建在各種襯底上的無源光器件如平面光電路將受益于這些封裝廠，目前已經對功率分支器進行了試封裝，且企業正在所封裝的分支器進行評價。在這里還要建設用于有源器件封裝的激光焊接系統，據印度信息技術部透露。 此外，印度北方的國立Pilani研究所已經開發了激光二極管芯片；與此同時，在新德里的印度技術學院正在開發光放大器系統；印度還有一家研究所利用聚合體作為固定和柔性電極之間的芯層，正在對光器件進行了初步研究。
據信息產業部2007年5月統計，目前中國大陸生產光電子器件的相關企業有1,900多家，從業人員近30萬人，主要分布在廣東、江蘇、上海、浙江和北京。2006年產品總銷售收入達1,477億元人民幣。江蘇、廣東、上海三個地區的產品銷售收入分別占總銷售收入的38%、24.9%和14.3%(見圖1)。2004~2006年產品銷售額年復合增長率達42.3%，預計2007年產品總銷售收入將增長30%，達到240億美元(見圖2)。但產業化大部分是低端產品，中檔及高端產品缺乏自主創新的技術。 近幾年中國大陸光電子|激光器件器件的進出口額快速增長。其中出口額從2003年的21.05億美元，增長到2006年的85.34億美元，復合增長率達59.5%。出口額最大的是液晶顯示板，占總出口額的71.9%，其次是發光二極管、彩色陰極射線電視顯像管和裝有液晶裝置或發光二極管的顯示板。出口額增長較快的是電視攝像管零件、激光器、裝有液晶裝置或發光二極管的顯示板和變像管及圖像增強管，分別增長278.9%、185.3%、70.9%和43.8%。預計2007年出口額將增長47.9%，達到126.26億美元。進口額從2003年的75.38億美元，增長到2006年的180.29億美元，復合增長率達33.7%。進口額最大的也是液晶顯示板，為156億美元，占總進口額的86.9%，其次為發光二極管和彩色陰極射線電視顯像管。進口額增長較快的是電視攝像管零件、雷達顯示管零件、變像管及圖像增強管和激光器，增速分別為735.5%、444%、76.1%和41.3%。預計2007年出口額將增長25.0%左右，達到225億美元(見圖3)。
“十五”期間，中國專門制定了以發展“信息光電子器件與集成技術”為主題的“863計劃”。 在科研與產業化方面取得了突飛猛進的發展，在很多領域同國外發達國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。在推動產業化方面，建立了北京、武漢、石家莊、深圳等十幾個成果轉化基地。 據信息產業部2007年5月統計，目前中國大陸生產光電子|激光器件|激光器件的相關企業有1,900多家，從業人員近30萬人，主要分布在廣東、江蘇、上海、浙江和北京。2006年產品總銷售收入達1,477億元人民幣。江蘇、廣東、上海三個地區的產品銷售收入分別占總銷售收入的38%、24.9%和14.3%。2004~2006年產品銷售額年復合增長率達42.3%，預計2007年產品總銷售收入將增長30%，達到240億美元。但產業化大部分是低端產品，中檔及高端產品缺乏自主創新的技術。 近幾年中國大陸光電子器件的進出口額快速增長。其中出口額從2003年的21.05億美元，增長到2006年的85.34億美元，復合增長率達59.5%。出口額最大的是液晶顯示板，占總出口額的71.9%，其次是發光二極管、彩色陰極射線電視顯像管和裝有液晶裝置或發光二極管的顯示板。出口額增長較快的是電視攝像管零件、激光器、裝有液晶裝置或發光二極管的顯示板和變像管及圖像增強管，分別增長278.9%、185.3%、70.9%和43.8%。預計2007年出口額將增長47.9%，達到126.26億美元。進口額從2003年的75.38億美元，增長到2006年的180.29億美元，復合增長率達33.7%。進口額最大的也是液晶顯示板，為156億美元，占總進口額的8
“十五”期間，中國專門制定了以發展“信息光電子器件與集成技術”為主題的“863計劃”。 在科研與產業化方面取得了突飛猛進的發展，在很多領域同國外發達國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。在推動產業化方面，建立了北京、武漢、石家莊、深圳等十幾個成果轉化基地。 據信息產業部2007年5月統計，目前中國大陸生產光電子|激光器件器件的相關企業有1,900多家，從業人員近30萬人，主要分布在廣東、江蘇、上海、浙江和北京。2006年產品總銷售收入達1,477億元人民幣。江蘇、廣東、上海三個地區的產品銷售收入分別占總銷售收入的38%、24.9%和14.3%(見圖1)。2004~2006年產品銷售額年復合增長率達42.3%，預計2007年產品總銷售收入將增長30%，達到240億美元(見圖2)。但產業化大部分是低端產品，中檔及高端產品缺乏自主創新的技術。 近幾年中國大陸光電子器件的進出口額快速增長。其中出口額從2003年的21.05億美元，增長到2006年的85.34億美元，復合增長率達59.5%。出口額最大的是液晶顯示板，占總出口額的71.9%，其次是發光二極管、彩色陰極射線電視顯像管和裝有液晶裝置或發光二極管的顯示板。出口額增長較快的是電視攝像管零件、激光器、裝有液晶裝置或發光二極管的顯示板和變像管及圖像增強管，分別增長278.9%、185.3%、70.9%和43.8%。預計2007年出口額將增長47.9%，達到126.26億美元。進口額從2003年的75.38億美元，增長到2006年的180.29億美元，復合增長率達33.7%。進口額最大的也是液晶顯示板，為156億美元，
摘要:本文分析了目前光纖陀螺所用到的主要光電子器件,包括光源、多功能光電集成芯片和光電檢測器。對于各器件,闡述了其工作原理和應用現狀,并指出了某些相關的發展動向和新的研發思路及方案。關鍵詞:光電子器件、光纖陀螺、光源、集成芯片、光電檢測器光纖陀螺在當今的慣性傳感領域具有特殊的重要意義,發達國家對于其在軍事和民用領域的實用化進行了大量的研究,并取得了豐碩的成果。我國也已將光纖陀螺儀及其所構成的導航系統作為慣性技術領域未來二十年的主攻方向。本文分析了目前光纖陀螺中所用到的主要光電子器件,對于各器件,闡述了其工作原理和應用現狀,并指出了某些器件的發展動向,給出了新的研發思路和方案。光纖陀螺中所用到的光電子器件主要包括光源、多功能光電集成芯片和光電檢測器。一、光纖陀螺中的光源器件對于各種類型的光纖陀螺而言,光源始終是其極為關鍵的一個組成部分,在很大程度上,光源決定了光纖陀螺的精度及其它性能。不同種類或不同精度的光纖陀螺對光源的譜寬、功率及工作波長均有各自不同的要求。對于干涉型光纖陀螺而言,光源的譜越寬,就越有利于精度的提高,當然,前提條件是光源的輸出功率和波長穩定性要保證在一定的水平；而對于諧振型光纖陀螺來說,由于其工作及檢測機理的不同,導致對光源譜寬的要求截然相反,一般要求光源譜寬保證在100kHz以內。在現有技術條件下,提高光源的輸出及耦合功率,對于要求寬譜光源的干涉型光纖陀螺尤為重要,因為,增加光源的輸出及耦合功率,就可以改善陀螺中的信噪比,從而提高陀螺的檢測精度。而對于要求窄譜光源的諧振型光纖陀螺,解決光源輸出及耦合功率的問題,預計要來得容易些。有關光源工作波長的選擇,原則上