纳米电子_纳米光电子技术.doc-道客多多

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1、本文由 007LSL 贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第卷第期飞通光电子技术年月纳米电子纳米光电子技术程开富值息产业部电子第料研究所摘关妞词, 庆口阅、要主要介绍纳米技术领域里纳米电子学纳米光电子学的基本概念纳米电子学的分类、纳米电子器件纳米光电子器件纳米电子学、纳米电子学和纳米光电子学的发展模式以及纳米高技术群纳米光电子学。纳米技术纳米电子器件纳

2、米光电子器件引言在人类的科学技术史上工业化时代,曾经发生了两次产业革命。,即蒸汽机的发明使人类由农业化进入了,晶体管的发明使人类进入了信息时代,在人类文明历史的发展进程中,没有任何事,物可以和科学技术对人类产生的巨大影响相比活带来更重要的影响生产时代,今天又一次产业革命即将到来并会对人类的生纳米技术这就是“纳米技术” 米 , 内光电子技术,”。众多科学家认为。纳米光

3、电子技术有可能是人类历史上的第三次产业革命它将使人类进入智能化的类生物体系的、将会直接推动信息、生命和环境科学等诸多领域的发展,从现在到年的近十年中微电子技术仍将围绕着大容量。高速度,、高密度、高频率、低功耗以及多功能方向继续发展而相继出现。在传统的微电子技术继续推进的同时据预测,新的领域也将随着技术的进步, ,以及理论研究的深入基于纳米级尺寸加工的纳米技术,基于真空电子

4、器件电子输运原理和与微电子器件制造技术相结合的真空微电子技术以及通过半导体微细加工技术和特殊的工艺如微电子机械加工技术和微光电机械加工技术的微电子机械系统在半导体基片上制造微型或超微型机械部件,技术以及电子器件和微光学元件集成而构成的微光电机械系统。将成为。世纪的新型微电子技术在半导体超微细加工技术基础上发展起来的纳米加工技术不,仅能制作出单电子存储器

5、另外,而且也可制作出精巧的微电子机械系统和,和微光电机械系统。把微电子技术与,等技术结合起来,还可以制造出纳米机器人这种机器人能注入到人体血管中实施检查和治疗等这对人类健康和生活必将带来重大的影响。随着纳米技术的发展基于量子效应的单电子器件和高密度的量子集成电路。将成为半导体器件一个新的发展方向径。信息社会对集成电路的集成度要求越来越高,促使人们不断探索能

6、够突破器件尺寸极限的途,纳米电子学和纳米光电子学在此背景下应运而生处于半导体科学和工程研究的前沿“。采用纳米量子结构的光电子信息技术革命与伟大变革具有同样重大的意义。年前用的微电子集成芯片取代晶体管引发的联姻”光电子技术是电子技术与光子技术。。的产物。光电子技术在技术,世纪后期异军突起取得了长足的进展光电子技术与纳米技术相结合而产生的纳米光电子,为光

7、电子技术的发展开辟了一个全新的领域。世纪将是光电子技术和纳米光电子技术发展顶新的时代纳米电子学纳米电子学的基本概念纳米电子学。是纳米技术的重要组成部分,是纳米技术发展的主要动力是第卷第期、飞通光电子技术八十年代中期初露端倪九十年代崛起的崭新科学技术,、。纳米电子学是指在纳米尺寸范围内研究,物质的物理、化学、声学和电子学现象及其运动规律仁。构筑纳米和量子器件

8、传输、集成实现纳米电路。,从而建立量子基计算机和量子通信系统的信息计算正处在蓬勃发展时期处理的一门科学和技术, ,纳米电子学纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段,按照全新的概念来构造电子系统成为果,。它将突破传统的极限,。开发物质潜在的信息和结构潜力使单位体积物质的。储存和处理信息的能力提高百万倍以上世纪信息时代的核心”,实现信息采集和处

9、理能力的革命性突破年代起。纳米电子学将“因此。,自,许多国家都先后把纳米电子学作为,国家关键技术之一并投入巨资进行研究和开发经过几年的努力己经取得了一系列震动世界的成目前正处在重大突破的前夜纳米电子学的分类纳米电子学就是研究电子在量子阱的器件和电路的一门新兴学科塞效应与单个电子晶体管,。一、量子线、量子点等纳米尺度范围内的运动规律及其相应其一为单个

10、电子的电子学。纳米电子学分为两大类,库仑阻其二为电子波电子学,电子波的干涉与电子波器件单原子开关, ,前者代表性器后者代表性器件是单电子开关件是电子波、,单电子对开关、单磁通量子开关单分子开关等。原子波分子波、量子点波等的相干波器件其灵敏度极高,图给出了纳米电子,学的分类时,。利用电子的量子效应原理制作的量子器件也称量子波器件,要实现量子效应在工艺上要实施制作厚度和宽度都只有几十纳米

11、的微小导电区域才有可能产生量子效应这样当电子被关闭在纳米导电区域。这是制作量子器件的关键所在纳米电子学量子功能电子学量子波电子学单量子电子学相干量子波不相干量子波单电子电子学单电子对电子学单磁通量子电子学干涉效应共振效应单原子电子学分子电子学扩散效应隧道效应量子波量结构尺寸小于波子机械波长单量子量子粒子粒子例如电子波长量子点、一、量子点小于或等于。量子阱二维量子线一耐量子线超导超

12、导量子面仁圈,纳米电子学分类卜倒纳米电子器件的种类迄今为止已研制出下述类型的纳米电子器件,量子点,岛是以零维自由度限制电子飞通光电子技术年月谐振隧穿器件单电子晶体管,岛是以一维或二维自由度限制电子,岛是以三维自由度限制电子一。纳米电子器件中岛的最小尺寸大约在之间。纳米光电子学的概念和发展模式纳米光电子学的基本概念光电子技术正向光电子集成导体材料的基础上发展起

13、来的, ,进而将向纳米光电子集成方向发展。。纳米光电子学是在纳米半是纳米电子学发展的方向纳米光电子学是研究纳米结构中电子,与光子的互作用及其器件的一门高技术学科电子技术一光电子技术与纳米电子技术相结合而产生了纳米光,。半导体硅不能发光纳米光电子学。,但采用纳米技术后它能发出耀眼的蓝光这也就开拓出了一门,崭新的学科对于纳米光电子学和纳米光电子器件以

14、及纳米光电子技术方面的内容纳米光电子学应该是纳米科技发展的重点、。至今除零星报道外还未见到专门的报道从电子学展模式为、纳米电子学和纳米光电子学的发展模式微电子学真空微电子学、光子学、光电子学、纳米电子学到纳米光电子学的发。电子学的发展模式电学一电子学电子技术一电子工程一电子产业电子学一微电子学微电子学的发展模式程微米半导体技术微电子技术微电子工微电子产业。真

15、空微电子学的发展模式一真空微电子工程真空电子学。微电子学一真空微电子学一真空微电子技术光子产业。真空微电子产业光学光子学的发展模式光子学光子技术一光子工程光电子学的发展模式光电子产业工程。光学一电子学一光子学一光电子学一光电子技术一光电子电子学一纳米技术一纳米电子学工程纳米电子学的发展模式纳米电子产业。纳米电子技术一纳米电子纳米光电子学的发展模式一纳米光

16、电子工程光电子学一纳米电子学一纳米光电子学一纳米光电子技术。纳米光电子产业、除此之外还发展了分子电子学塑料电子学和有机电子学等。纳米光电子器件纳米光电子器件是在纳米光电子材料的基础上发展起来的光电子器件,纳米电子器件的发展方向是纳米目前己问世的纳米光电子器件有、纳米激光器如量子阱激光器、量子线激光器一、、量子点激光器量子点红外光电探测器、、多量子阱自电光效应

17、器件光电子集成器件超晶格多量子阱红外光电探测器阵列、垂直腔面发射激光器阵列聚合物发光二极管纳米级薄膜制作的红外摄像器件,如纳米硅化铂肖,特基势垒红外焦平面阵列等。据计算机世界网消息。日本公司尖端技术综合研究所, ,开发成功了制作光导集成电路芯片的基础技术制作出了可通过极细光束的通道场所之中。的这家研究所采用先进的纳米技术,在硅芯片仁。光导通路,使光束按直角方向转

18、弯将其封闭在极为狭小的。由于不将光信号转换成电信号,故这是直接处理光信号的光导集成电路,光具有一种特殊的性质它不进入具有与本身波长周期相同的晶体之中。换句话说,就是光不能射入与其波长周期相同的晶体为了能应用这种特性。的科学家在夹有玻璃薄膜的硅芯,片匕按照与光的波长相同的间距开发微细加工技术在一排排的孔之间形成了没有孔的线状第卷第。期飞通光电子技术区域如果

19、从线状区域的端部射入光线,则光通信中最常用的这部分光是沿着线传播的一。协波长光,就基本没有什么光线向周围漏出区域宽度,。经检测后确认。,只要能找出控制出最优的线状就能成功地使光通过这是日本,公司尖端技术研究所在光芯片技术上取得的重要、成果。纳米光电子器件的研发刚刚开始电子集成电路的自身发展将成为可能密切联系在一起的生物计算机、预计从微电子到纳米电子器件

20、、纳米光电子器件及纳米光、,纳米电子学和纳米光电子学的发展与其相关学科的发展是光子计算机,许多前沿学科和技术的突破将实现纳米计算机。分子计算机,、量子计算机如从电子科学技术发展角度看,如果世纪是微米世纪,则世纪是纳米世纪。从纳米器件重要的意义。纳米电子器件和纳米光电子器件,的研制和发展可以看出其关键技术是纳米材料的制作和纳米光刻因为纳米光刻对纳米电子学和纳米光电子学的研

21、究与发展具有非常,从纳米器件的发展趋势可以预测成为可能,年,单电子晶体管大规模集成电路实用化将。年,开发出个原子个分子存储位信息的存储系统也将不无道理纳米高技术群随着纳米科技的不断发展和纳米技术研究的不断深入。纳米技术领域已涌现出以下高技术、群即,纳米材料学、、纳米电子学、、纳米制造学、、纳米表征测量学、纳米计量学、、纳米显微学、纳米磨擦学质天文学物理学学系,。、纳米医学、纳米机械学

22、纳米工程学纳米生物学纳米分析学。纳米化学纳米光学,、纳米物理学纳米光子学纳米力学纳米地、纳米机器学、纳米动力学介观纳米药物学纳米光电子学等在这些高技术群中,首要的是纳米电子学和纳米光电子。这是因为它与现今在科技和生产中起着重要作用的微电子器件和光电子器件有着重要的关微电子器件是现在计算机和制动器的基础、它发展的下一代就是纳米电子器件、光电子器件,是现在光通信光计算机和成像显示的基础。,它发展

23、的下一代是纳米光电子器件纳米光电子集成电路和纳米光导集成电路了决定性的作用,因此,纳米电子器件和纳米光电子器件均有广阔的应用前景。它的发展对社会和科技都将起极大的推动作用在纳米科技时代,应当指出的是,由于电子学在人类的发展和生活中起纳米电子学和纳米光电子学也将继续给人类社会的发展起更大的作用。因此,在纳米科技的各个分支学科的研究中,应当重视纳

24、米光学、纳米电子学和纳米光电子学的研究特别是利用扫描隧道电子显微镜,的相关技术进行超高密度信息存储的纳米电子器件。研究在微电子器件与分子电子器件之间能元件不是单个分子电子器件息功能器件以。可能有个过渡阶段一,而是原子团,含个原子。这样们就从两个方向去研究纳米光人,即信息加工的功和为主的固体电子器件尺寸小下去两者的交叠构成与基于化学有机高分子和生物学材

25、料组装功能材料尺度大起来世纪初期新型电子和光电子器件,功能元件尺寸达到纳米量级、的集成器件不再遵循传统微电子学的基本传统的微电子工艺也将受到严,跨世纪的信运行规律重的挑战电子器件,电子的波动性量子效应等在此类器件中起重要作用,、,为了迎接这一挑战纳米电子器件。当今世界上有远见的科学家和企业家如已经把目光瞄向了新一代、的研究和开发者认为纳米光电子器

26、件、纳米光电子集成电路纳米光导集成电路。纳米光电子技术是光子技术光电子技术与纳米技术相结合而成的一门多学科交叉技术,笔在全球纳米科技发展正处于热门时期是我国本世纪发展的大好时期,而且是微电子技飞通光电子技术年月术发展和应用以来世界面临的关键时期米电子器件、,要用“两弹一星。”精神,由国家组织抓纳米电,学和纳纳米光电子学和纳米光电子器件的研究,由于纳米电

27、子学和纳米光电子学有极其重大的理论意义和应用前景新型的纳米电子器件和纳米光电子器件其研究的直接目标将是世纪高科技的基础。,它关系到国家未来的科技地位和经济实力,因此。,各国政府和国际大公司都十分重视人们正注视着纳米电子学和纳米光电子学领域的新进展结论当代的科学技术己为星电二世纪高技术的诞生奠定了理论基础,。纳米电子学、纳米光电子学,、二学和分一电子学现

28、在还处于初级研究阶段, ,随着纳米科技的发展和高度集成化的要求以传统的集成技及兀件和材料的微小化在集成过程中出现了许多传统理论无法解释的科学问题。术由不能适应新的需求而逐渐被淘汰型器件相继问世,在这种情况下以纳米电子学和纳米光电子学为指导的新,速度之快出乎人们的预料,纳米电子技术是微电子技术发展的必然结果现代高科技综合的结晶纳米

29、电犷材料、纳米光电子技术是光电子技术的发展方向,是、它包含的内容范围非常宽广、尽管在纳米电子器件,、纳米光电子器件,纳米光电子材料。。纳米工艺技术和纳米检测技术等各个方面尚存在着有很多末知,的领地有待我们去开垦同时我们也见到正如美国微电子技术不仅现在发展神速工而且前途无量”。进入到纳米领域时则更是大有作为首席科学家说“就像七十年代微电技术引发了信息革命一样

30、,纳米科学技术将成为下一个世纪信息时代的核心参考文献川士一飞。,一。丁 ,仁建妞蔡琪玉纳米电子学蒋,仁,电子学的前沿固体电子学研究与进展,招一土。,一,士、。 ,二、,二,丫。。、,召作者简介程开官到信息产业部电子第,男,贵州人。,工程师。年毕业于北京大学无线电电子学系,。,同年分配研究所,主要从事光电子器件及工艺技术研究工作年至今主要从事光电子技术信息课题研究在国内报刊上发表论文八十余篇1

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