光电科学与技术的前景精选(九篇)

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第1篇：光电科学与技术的前景范文

生产制造行业的机械构造较为复杂，通常由多个部分组成，具体有发动机以及曲柄连接、启动和专向等。技术人员若想使机械运行的工作效率得到显著提升，一定要致力于采取行之有效方法改善机械性能，并使设备的重量得以适度降低，使设备运转的效率的到有效提高。通常在生产制造过程中，钢材是大多机械产品的主要材料。如今，类似的生产方式已经逐渐显露出颓势。若技术人员想使设备的工作效率得到显著提升，首要的一点，就是改变生产机构。此外，器械生产的主材料也要适当改变。目前，非金属的高分子合成材料或者合金材料在器械生产中应用最广泛，此处所说的合金材料，主要是指强度大，重量小者。一旦器械主体的重量减轻，机械运转的效率就会有相应程度的提高，并使资源的利用效率以及机械的工作效率均得到有效提高。

2机电技术发展的基本特征

20世纪60年代，机电技术诞生之后，众多问世不久的生产制造技术慢慢应用到生产和生活的诸多领域，致使相关产业的变革得以更好地开展。虽然机电技术在我国的发展应用历史并不长，但在世界范围内，其对于促进机械生产的发展以及提高人类生产力有着非常重要的现实意义。于机械工程领域，计算机技术以及微电子技术已经得到广泛应用，并被应用到机械制造工业中，乃至形成了先进的机电技术。在这种情况下，机械产业逐渐发生了颠覆性的变革，无论是技术机构，还是产品功能、构成，以及产品的生产、管理都产生了较大的变化。鉴于此，工业化生产进入了一个崭新的阶段，其从机械电气时代逐渐过渡到以机电技术为主要模式的时代。

3机电技术应用的发展前景分析

3.1智能化的机电技术应用前景分析

近年来，随着信息技术和计算机技术日新月异的发展，机电系统的智能化水平也得到显著提升。在这种情况下，机电技术产品的全息性越发显著。智能化信息处理系统对于机电系统非常重要，技术人员可以据此更好地对系统中的相关信息进行处理。对于此类智能系统，软件技术以及芯片技术是其中最重要的部分。在机电技术中，智能化系统的有效应用能够使层次结构的复杂性得到显著提升，同时，系统的兼容程度也会有很大程度的提高。简言之，对于机电技术的发展，智能化技术非常重要，其可以看作是机电技术发展的必然趋势。

3.2光电技术的应用前景分析

光电技术的应用对于机电技术有着非常重要的价值和意义，其可以使机电技术中的传感以及动力系统得到显著改善。此外，光电技术还可以有效提高机电系统中的信息处理能力，且有利于机电产品的研发。可以说，光电技术的应用前景十分广泛。

3.3微型化的机电技术应用前景分析

目前阶段，在生产以及制造半导体产品的过程中，蚀刻技术受到很多专业人士的推崇，通过该项技术，相关技术人员已经在实验室研制出亚微米级的器械元件。若该项技术能够应用在实际产品中，可以为技术人员区分机械系统的部分装置以及控制器提供极大便利。同时，机械与电子可以更好地结合在一起，且传感器以及机体等装置也可被有效整合在一起。在这种情况下，设备的体积会减小，重量也会有所减轻，且可以有效组合成自律原件。可以说，以上是机电技术的一种重要发展趋势。

3.4仿生化的机电技术应用前景分析

综合目前的行业状况以及各项因素，不难看出，以后机电技术系统的装置会越发依赖信息。系统的智能化以及自动化程度不断提高已经是一个不争的事实，与此同时，其对于信息的依赖度也会有相应提高。如果系统结构呈现出静态状，装置的稳定性会较差；反之，若系统装置呈现出动态状，则装置的稳定性会比较强。以上状况与生物习性有一定相似性，这表明生物系统化会成为机电技术的相关产品的一项重要发展趋势。目前，该项系统还有待于研究和探索，使系统的仿生效果得以真正实现还需要更多的时间。

3.5环保化的机电技术应用前景分析

现阶段，随着工业的不断发展，人们对生活质量以及人均收入水平都得到了显著提高。与此同时，资源也在递减，且很多资源具有不可再生的特质。此外，较为粗放的管理模式也为我们赖以生存的环境带来负面影响，使环境污染问题日益严重。为此，国家相关部门应对环境保护引起足够的重视，广大群众也要树立环境保护的意识，在生产和生活中秉持可持续发展的理念，以此使我国的综合实力得到显著提升。在此基础上，机电技术可以更好地发展，在使工业生产领域产生一定经济效益的同时，可以最大限度的降低污染，对于环境起到一定的保护效果。为更好地实现这一点，相关人员要采取行之有效的对策，致力于科学技术的革新，并对污染物进行回收和有效处理，积极为机电技术的应用探索出可再生的新能源。

4结束语

第2篇：光电科学与技术的前景范文

关键词 光电子技术；发展态势；应用实践；信息技术

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0005-02

光电子技术学科涉及了光学、电子学、光电子学、计算机等技术理论，是一种由多学科相互交叉并渗透形成的一项技术。光电子技术是将光子学为研究核心，电子学为研究支撑的新型技术，兼容了电子技术，而且还具有微电子技术不能相比的优越性，有了更广阔的应用领域和发展空间。21世纪是一个光电子共同作用的时代，光电子技术的高效发展有利于促进世界相关技术的融合、渗透，有利于各科学技术之间相互作用，更好的为社会经济发展做贡献。

1 光电子技术概述

光电子技术更加确切的应该称为光电子信息技术，实现光能与电能的转换是它的核心内容，是指利用光子激发电子或者电子跃迁来产生光子物理现象所提供的一种技术方法。光电子技术是信息技术中一个重要的硬件设备，加大了把全世界计算机进行联系的可能性，也给和卫星或外星联系组成网络提供了希望，是因特网的支柱技术。光电子技术从20世纪60年代产生以来，在众多高新技术发展中它的发展最为迅速，在我国的众多领域内均已被应用、推广。

随着社会经济的快速发展，时代的信息容量不断增加，反映出了信息发展的高容量性以及高速度性在电子学与微电子学技术发展上的局限，而光的高频率与高速度的信息处理特点逐渐在信息技术发展中取得突破性的发展，将信息的探测、传输、显示、运算、储存和处理都使用光子与电子技术相结合来参与完成，确定了光电子技术在信息领域的地位。

2 光电子技术的发展态势与应用实践

1）在传统领域中，光电子技术的发展与应用。光电子技术对改造我国传统产业技术和发展新兴技术产业都有积极作用，对产业结构优化也有促进作用。光电子技术具有准确、快速、精密、高效等优势，能够有效的提高产业的加工水平，增加产业的竞争力和附加值。以激光加工技术为例分析，激光加工技术通常应用在我国重点发展领域，飞机、航天、汽车、通信等领域，其生产特点有加工效率高、速度快、变形小、质量高、易控制，有助于实现自动化生产。能够很大程度的降低生产成本，提高产品的质量，对提高国际竞争力也有重要的积极作用。

2）现代能源结构中，光电子技术的发展与应用。在美国、日本等众多国家都制定了光伏技术的长久发展计划。各国将提高光电池转换效率与稳定性为技术开发方向，逐渐降低产品的生产成本，提高产业效率，扩大产业发展。目前在世界范围内，商业化和半商业化的生产模式已经有80多个国家和地区形成，增长值已经达到16%，市场的开拓也从空间开拓转向了地面的系统应用，甚至在驱动交通工具的领域也逐渐被应用。据相关报道，在世界发展中，对太阳能住宅的建造投资已经达到了600亿美元，光电子技术在建造太阳能住宅中主要是将用光伏技术制作的光电池作为住宅屋顶、墙面、窗户等建材，随着经济和技术的发展，这种新型能源的应用规模也在不断扩大，相关人员分析到2016年，在太阳能住宅的投资规模会扩大一倍，投资将达1300亿

美元。

太阳能光伏技术的应用形成了一种新型能源，太阳能光纤技术发电系统主要是利用太阳电池半导体材料的一种光纤效应，主要是将太阳光辐射能转化为电能的新型的一种发电系统。因世界经济的快速发展，能源出现供不应求现象，经济发展与能源短缺之间的矛盾越来越严重，于是世界各国逐渐的将发展目标统一转向了光伏发电，制定了长期的光伏技术发展计划。光电子技术为光伏发电创造了高性能的材料与电子元件，很大程度的提高了光能的转化率。光电子技术的不断发展扩大了光伏发电的应用范围，上到航天器，下到家用电器，大到兆瓦级电站，小到儿童玩具，都充满着光伏电源，21世纪注定了是光伏技术的发展时代。

3）军事领域中，光电子技术的发展与应用。光电子技术的独特优势可以应用在毁灭性武器、精密制导、监测、瞄准、频谱分析等技术领域。光电子技术能够提高国防的反应能力和准确攻击的能力，为军事领域提供又准又快的信息。光电子技术目前已经成为了军事领域发展的主流技术，逐渐成为了国防军事现代化的发展支柱。

在军事领域，光电子技术的发展主要体现在两个方面：①激光聚变的应用。激光聚变是一种未来能源，它有巨大的军用价值，它能够模仿氢弹爆炸的过程，代替了成本高、危险性大的空中或地下核试验，有效解决了改进核武器的性能的难题。到目前为止，激光致盲武器已经逐渐装备到部队，舰载与机载激光反导器也已经走出了实验室；②电光技术目前已经发展成为了军方的核心技术。随着世界光电子技术的快速发展，美国国防防务水平也呈递增的形势发展，美国平均每年用在防务光电技术开发上的费用就能达到50亿美元。

4）在硅材料中，光电子技术的发展与应用。把硅当材料制造的光电子元器件称为硅光电子学，这是一门新兴技术，具有很大的发展前景。用硅晶体当作材料制造的光电二极管有量子效率高、响应快、噪声低、体积小、动态工作范围大、寿命长等优势，通常被应用在微弱、快速光信号探测等方面。硅光电子学技术的应用能够给世界带来更先进的数字设备，在性能方面能得到前所未有的突破，硅光电子学是未来发展的重点。

5）在尖端科学技术领域中，光电子的发展与应用。光电子技术对科学技术的发展有积极作用，光电子技术所涉及到的科学领域都是未来发展的尖端科技，如兆兆纪元，这是1996年由惠普公司提出的，是为了满足人类在信息时代的不断增加的新需求，是人们想要在10到15年内实现的一个梦想。具体兆兆纪元技术在传输技术上，每秒兆兆位千线，运用远程的传输网络；处理技术上，每秒运算万亿次计算；存储技术上，有兆兆字节的数据库，有数兆兆字节的盘片驱动和数千兆位的记忆芯片。光纤传输的容量、光处理的能力和光储存的密度都在快速提高，光电子技术的发展态势能够充分实现这个梦想，

再如HIV免疫系统的检测技术。相关人员已经使用光学生物医学仪器在研究艾滋病病毒上取得了巨大成果，有利于研制出能够有效抵抗艾滋病病毒的新药。在尖端的生物学实验室中应用光学探测，比如研究定量衍生的DNA与定量化的聚合酶链反应PCR，对人类抵抗HIV病毒有非常重要的作用。

3 结束语

光电子技术在这个信息化时代的作用越来越重要，现如今，光电子学的应用已经发展到了经济、军事、科技与社会发展的各个领域，信息的传输、探测、运算、显示、处理与存储等都需要光子技术与电子技术共同参与完成。在世界范围内，光电子技术现已被确定为是未来经济发展的制高点，是未来经济建设中推动传统产业的技术改造工程、结构优化和新产的发展的关键力量，所以各国要加强对光电子技术的研究，推动光电子技术在各个领域中的应用范围，促进世界经济现代化的发展

进程。

第3篇：光电科学与技术的前景范文

关键词：自动封口包装机；光感传感器；使用；维护

随着我国食品安全认证脚步的不断推进，我国食品企业正面临着有一次的机遇与挑战。食品安全认证要求食品生产企业在食品生产以及包装过程中积极应用自动化设备来保障食品生产过程对于质量的控制，减少生产过程的污染，提高食品质量安全。包装作为食品生产过程中的重要环节，其有效的质量控制对于企业的生存与发展有着重要的意义。自动封口包装机是食品生产中的重要设备，其主要依靠光感传感器来实现包装过程的自动化。自动封口包装的应用一方面提高了企业生产能力，另一方面也对企业生产过程的质量控制起到了极大的促进作用。

1.自动封口包装机基础分析

食品企业广泛应用的自动封口包装主要是进行粉剂分装、颗粒分装、块状食品分装等。其一般由物料储存部分、计量组件、光感传感器、裁刀、热封组件等部分组成。其中光感传感器作为整个系统是否同步的关键，其安装、调试、使用与维护对于食品包装的效率以及质量都有重要的影响。食品企业常用的自动封口光感系统主要是光电控制结合的系统，在一个包装袋内自动定位，对准光标，减少人工调节，提高包装材料使用率，同时具有测速功能，数码显示包装速度，并可以在设定数量包装后自动停机。食品用光感包装系统要求光感传感器与制袋系统同步，制袋精度高，误差小。

2.自动封口光电控制系统的设计

自动封口包装设备是通过光感传感器来实现光标定位，然后通过光控系统对包装系统进行同步控制，以此完成自动封口包装。用来实现定位控制的光电技术可提供一种用固定标志点结合线性或旋转运动部件来实现简单可重复运动的方法。它利用了与一对光电管并联工作的一个功率运放的快速响应时间。由此实现的一种元件数量很少的系统，能在明确规定的工作环境下，具有很高的可靠性、准确性以及可重复性。

2.1自动封口光感传感器应用的基本原理

在自动包装过程中，由于商标印刷误差，薄膜变形不一，牵引辊打滑，送纸，拉纸，中封，横封各部分速度的差异，横封切断位置可能偏离规定部位，甚至因误差积累而切到商标图案上。为此，先进的包装机都配有光电跟踪自动控制系统，以控制封切位置使之保持正确，保证每次都在定位标记确定的位置处封接切断，不致于封切到图案上。这就是光感传感器在自动封口控制系统的主要应用。随着食品安全认证的深入，食品企业对于包装设备的要求越来越高，光电控制技术也必须跟上机械发展的要求进行合理的设计与开发。

其基本原理是利用光电系统测定目标的位置，然后根据光电传感器所测位置进行包装袋的步进、封口、切割。该系统主要由发射部分、光电探测器，信号处理电路，A/D转换器和单片机、计算机显示器组成，然后通过热封、切割、包装袋步进系统等共同完成自动包装。

2.2自动封口包装设备光感传感器控制系统的设计

自动封口包装设备的光发射电路主要由光源驱动器、光源（主要是半导体光源，包括LED（发光二极管），LD（激光二极管）等）、光功率自动控制电路等部分组成。，用脉冲发射电路来驱动激光器，为了使半导体激光器克服供电电源波动、器件老化等因素的影响，确保激光器输出功率稳定，还必须有自动功率控制电路。接收部分主要由四象限光电探测器组成，四象限光电探测器是把4个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而成的光电探测器件，目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像，然后通过信号放大，传送至单片机，经过单品机的分析后，将同步信号传送至包装控制的各个组件，完成自动封口包装的全过程。

3.关于光感传感器自动包装机械发展前景展望

随着科学技术的发展及市场竞争的加剧，各食品生产企业以及自动包装使用企业对于机械的要求也越来越高。要求新机械在自动包装时可以提高生产效率，以满货期和降低工艺流通成本的需要，对一些产品，还要求包装机械和生产机械相衔接。要求设备生产厂家可以在设备出现故障时能够进行远程诊断服务。另外还要求噪声要小、包装过程精度高、废弃物要少。针对这样的情况，自动化包装设计厂家正在根据客户的需求，不断进行创新与设计，通过将更加先进的光感传感器、光电控制技术等的应用来提高自动包装的效率与精准度。

未来食品包装过程中工艺流程自动化程度将会越来越高，几年前，自动化技术还只占包装机械设计的30%，现在已占50%以上，大量使用了微电脑设计和机电一体化控制。包装机械自动化程度不断提高，一是为了提高生产率；二是为了提高设备的柔性和灵活性；三是因为包装机械需要完成的动作复杂，多采用机械手来完成。光感传感器的发展也为自动包装机的发展提供的更加广阔的空间。新的光感控制系统在完成传统定位的工作职能外，还加强了对材质及厚度的高分辨能力以及对包装上印刷质量缺陷的甄别，在包装过程中，包装材料的厚度、材质变化以及印刷质量问题不易为人眼所辨别，所以在包装机械上常采用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨。摄像机现已发展到能自行检查和辨别摄像的图片，并在显示屏上显示。当前机器在加工的转速是不能变的，今后应根据分辨后材料的变化改变转速，控制在最优化状态下工作，并且实现自动清理，自动消毒和自动清洁，自动剔除印刷不合格包材，减少因包材不合格出现的残次品。

结论

光感传感器的应用为自动包装设备开辟了一个全新的发展空间。加上计算机技术的不断应用，未来自动包装设备将是集成了更多计算机技术以及光电控制技术的现代化包装机械。而计算机仿真设计技术的应用，为自动化机械的设计与发展提供了便利的条件，将各种机器元素以数据库存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动合成为三维模型，并根据生产要求将实际生产数据录入，进行模拟运行。科技的发展在自动包装机械行业得到了充分的体现，也为光电控制提供了良好的发挥平台。由光感传感器作为核心的计算机控制自动化包装机械将成为包装机械发展的主要方向。

参考文献

[1]王宏伟.压力传感器原理及应用[J].检测与控制，2007，6.

[2]乔金珠.锅炉压力自动控制系统浅析[J].自动控制资讯，2008，4.

[3]刘海清.自动控制――压力传感[M].机械工业出版社，2006，12.

第4篇：光电科学与技术的前景范文

【关键词】电子信息技术 内涵 应用方向 问题 发展方向

一、电子信息技术的内涵

信息，指音讯和消息，也指通信系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容，我们也可以将其科学化地概述为对客观世界中各种食物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系、相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容。

电子信息技术，一般来说主要是指采用电子学的方法与手段来研究信息科学与技术，概括而言，就是说电子信息技术是研究信息的获取、传输、储存于利用等方面的内容。电子信息技术包括传感技术、通信技术以及计算机技术和信号处理技术等许多内容，电子信息产业则包括通信设备制造业、软件业以及信息服务业等多方面的产业。信息技术的发展对国民经济水平的提高、国家的经济建设都具有重要的意义。

二、电子信息技术的应用方向

当前随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步，我国在电子信息技术方面的研究也日益增多，尤其是近些年来随着我国计算机技术的普及和信息技术的快速发展，再加上人们对于信息的需求日益加大，电子信息技术的应用范围也日益拓宽。当前我国电子信息技术的应用主要有以下几个特点：

（一）智能化与自动化

在当前科技和社会背景下，电子信息智能化和自动化是其重要特点。这就是指通过现代网络信息技术来适当地模拟人类的相关思维活动和感觉行为，并对其搜集的信息进行分析和处理。通过电子信息技术的智能化与自动化能够节省获取信息的时间，更加高效便捷地获得所需要的信息，并能够对信息进行甄别，同时电子信息技术的智能化与自动化还能够保护信息的安全，是当前电子信息技术的重要应用方向。

（二）数字化与网络化

数字化与网络化是当前社会发展的重要方向，对于电子信息技术来说也不例外，通过在网络开发的过程中运用数字化的技术，在这一网络数字结构的基础上，再对一些高端科技，如光纤通信、无线通信技术进行整合运用，就形成了数字网络化的电子信息技术。这种信息技术能够加快电子信息技术的发展水平并进一步提升其发展的层次与水平。同时，在电子信息技术的数字化与网络化能够大大提升信息的保存水平，无论是在数量上还是在时间上，而且安全性比普通的电子信息技术要高，是当前一种比较理想的电子信息技术发展方向。

（三）高效化与快捷化

高效化与快捷化是当前电子信息技术发展的一个重要方向。通过使用计算机网络对信息进行采集和处理，能够更加快捷地实现信息的整合和利用。电子信息技术一方面能够节约大量的人力和物力，另一方面能够节约时间实现信心的利用，这就实现了电子信息技术的高效化和快捷化。

三、当前我国电子信息技术存在的问题

（一）技术力量薄弱

虽然经过多年的发展我国的科学技术取得了很大的进步，但是在当前电子信息技术发展的过程中技术力量薄弱、技术人才不足仍然是制约其进一步发展的重要因素。主要是因为当前我国培养的人才主要以单一型为主，所掌握的知识和技术比较单一，不能满足当前电子信息技术发展对于复合型人才的需求，导致具有多种知识和能力的高端电子信息技术人才在市场上比较短缺，制约了当前电子信息技术的发展。

（二）发展环境不健康

发展环境不健康是制约我国点在信息技术发展的又一重要因素。这主要体现在当前我国市场的混乱上，我国电子信息产品市场上假冒伪劣产品盛行，产权意识不强，知识产权侵权行为也非常普遍，这种市场环境导致电子信息产品的发展缺乏刺激，没有动力，不利于电子信息技术的发展。

（三）产业机构不合理

当前我国电子信息技术的发展具有非常好的前景，市场也非常广阔，但是当前我国电子信息技术产业结构不合理，因此在发展的过程中产业结构对其造成了相当大的阻碍，制约了我国电子计算机信息技术的发展。

四、未来我国电子信息技术发展的方向

未来电子信息技术发展的方向主要有以下三个：首先，系统集成技术是一个重要的发展方向。系统集成电路的制造技术是电子信息技术发展中的重要构成环节，是电子信息硬件产品中的核心，集成电路的应用范围非常广阔，从计算机的CPU到IC卡的应用，都离不开集成电路。集成电路是当前微电子技术的时展特征，芯片面积越来越大，集成度越来越高，而尺寸却越来越小，这是一个重要的发展方向。

其次，光电子技术是未来信息技术发展的核心方向。科学家认为，现代信息技术即将进入光子学的新阶段，光电子技术在本世纪将会得到飞跃的发展，光子作为信息和能量的载体，在电子信息技术的发展中具有很大的优势和发展前景。

再次，电子信息技术将朝向多媒体、智能化的方向发展，当前海量存储技术的发展以及语音、手写、数字图像交互技术的日益成熟，都体现了这一发展方向；同时，电子通信技术的个性化、综合化也是一个重要的发展方向。

电子信息技术是科技发展和社会进步的产物，反过来又刺激了科技的发展和社会的发展。当前我国的电子信息技术发展还面对着诸如技术、发展环境、产业结构等多种问题，但是我们必须要看到电子信息技术的发展有光明而远大的前景，当前的电子信息技术将朝着智能化玉自动化，数字化与网络化，高效化与快捷化着几个方向发展，所以我们应该加强对电子信息技术的应用以及对其发展方向的了解，更好地促进其为社会进步服务。

参考文献：

[1]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用，2014，（08）.

第5篇：光电科学与技术的前景范文

中国科学院半导体研究所“宽带微波信号产生与传输的光子技术”项目摘得2016年中国光学工程学会科技创新奖一等奖的桂冠。消息一出，人们在关注和热议这项创新成果的同时，对于其背后的科研团队，也是好奇心泛滥。

据了解，完成这项科研成果的牵头单位，是中科院半导体研究所微波光电子团队，由祝宁华研究员组建于1998年，是集成光电子学国家联合重点实验室和中国科学院固态光信息技术实验室的重要组成部分，目前有核心成员16人，在读博士和硕士研究生30余人，主要致力于光电子技术相关领域的研究。

可以说，这是一支硕果累累的研究团队――至今为止，他们研制的高速激光器、高速探测器、窄线宽激光器等系列产品在中国电科集团、航天集团等50余家大型知名企业成功应用，好评连连；他们在高速模拟直调激光器的研究上已经达到了国际领先水平；他们出版了3部专著，发表了200余篇高质量学术论文，仅获得的国家授权发明专利就有近百项。

也可以说，这是一支低调的科研队伍――在有点事儿就要“上热搜”、“上头条”的今天，他们瞄准国家重大任务需求，专注探索前沿基础科学和高新技术。就连这次获奖，除了象征性地发了通稿之外，媒体上就再没见关于他们的过多描述。

这种“犹抱琵琶半遮面”的神秘感，更是增加了人们的好奇和猜测，他们为什么如此低调？他们究竟在研究什么？

瞄准行业缺口

事实上，微波光电子团队的研究对象―微波光电子技术、高速光电子技术―并不像人们想象的那样神秘，严格来说都属于光电子技术的交叉方向，目前在很多领域都有广泛应用。而这种交叉融合的方式，也是近年来光电子技术的发展趋势。

光电子技术，确切地应该称为信息光电子技术，是光子技术和电子技术结合而成的高新技术，涉及光显示、光储存、激光等领域，是未来信息产业的核心技术，也是我国的先导产业，在国防工业、能源、汽车、信息技术等产业的发展中发挥着战略性的作用。

1998年，受中科院“百人计划”感召，祝宁华举家从德国回到中国，并在中科院半导体所组建微波光电子研究团队。此后近20年，这支队伍在祝宁华的带领下，逐渐成为我国光电子技术领域的代表性研究团队之一，并在高速半导体激光器等光电子器件及应用研究领域不断取得创新突破，有效提高了我国光电子器件及应用技术的发展水平。

最为称道的成绩之一，是他们提出了高速光电子器件动态特性精确测试方法。祝宁华表示，芯片高频特性的精确测试，一直是困扰业界的老大难问题之一。“因为光电子芯片的尺寸非常小，长度仅有200～300微米，波导宽度仅有2～6微米，这使得芯片与测试夹具尺度之间相差了数百倍，并且芯片与测试仪器本身还存在严重的阻抗失配（激光器3～8欧，探测器和调制器数百欧），所以在原来的技术水平下，要想实现精确测试难度非常大。”

微波光电子团队在祝宁华带领下，针对这一难题开展研究攻关，有效解决了微波矢量网络分析仪校准中的相位不确定性、校准方程相关性、频率限制等关键问题。这一突破让扣除测试仪器和夹具的影响变为可能，为获得较为准确的高频特性参数奠定了基础。

据悉，光电子器件高频响应测试主要分为两类―采用微波网络分析仪测量器件在某一驱动信号幅度和不同频率下的响应特性，以及采用误码分析仪测量器件在不同驱动信号幅度和某一速率时的响应特性。

据祝宁华介绍，一直以来，业界都没有能适用于不同频率和不同驱动幅度下响应特性的测试方法和分析模型。意识到这一需求缺口，微波光电子团队在前期所获突破的基础上继续展开研究，首次提出了激光器动态P-I特性曲线/曲面的概念，并给出了相应的测试方法。一系列测试证明，采用该方法商用仪器能够获得器件特性的直观描述，从理论上解决了工作参数优选的问题，为获得最佳高频响应特性提供了技术保证。

大胆决策创新

正所谓“蛇无头而不行，鸟无翅而不飞”，每个队伍都有其灵魂人物，并且作为队伍的核心，其实力也极其重要。对于微波光电子团队来说，这个人无疑是祝宁华，他专注科研、淡泊名利的精神一直感染着团队里的每一个人。

在从事高速光电子学理论、器件及系统研究的30多年里，祝宁华修正了光电子器件的模场理论，建立了器件优化设计分析模型，提出了一系列测试和封装设计方法，组织了光电子领域发展战略规划的研究和实施，为我国光电子学的发展作出了重要贡献。

多年来，微波光电子团队之所以能够频频在光电子研究领域取得创新和突破，一定程度上与祝宁华这个带头人多次敢为人先的大胆决策息息相关，封装技术的创新就是一个很好的例子。

封装技术，是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术，也可以是指半导体集成电路芯片用的外壳，发挥着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，同时也是沟通芯片内部与外部的桥梁―芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术是非常关键的一环。

TO封装是激光器比较常用的一种成本较低的封装技术，一直以来业界普遍认为，这项技术只适合封装低速率半导体激光器。祝宁华却不这么认为，他向863专家组提出了研制高速TO激光器的大胆建议。

随后，他带领团队展开攻关，提出了一种光电子芯片本征动态特性参数提取方法，可以扣除芯片电极和封装所引入寄生参数的影响。同时，他们还提出了封装设计潜在带宽分析的概念，据此发展了封装寄生参数影响的综合评估技术，为芯片及模块的优化设计提供了有效手段。

这些创新的设计思路后来被微波光电子团队成功应用于激光器、探测器和调制器的封装设计中，研制出10Gb/s和40Gb/s数字通信激光器模块，并与华为、中兴、光迅、海信等公司合作，开发了一系列高速光收发模块，近五年累计创造了近20亿元的新增销售。

与此同时，祝宁华长期从事高速激光器的理论和实验研究，在意识到这一光电子器件的发展前景时，他在我国率先提出了研究高速激光器的建议，并从1998年开始，先后主持研制了2.5GHz、10GHz、18GHz高速激光器相关项目，使我国在该领域的技术水平从起步到跟踪发展再到国际领先，为我国多个重大型号任务中核心元器件的自主可控做出了贡献，相关成果获2013年度国家技术发明二等奖。他将这些研究整理成《光电子器件微波封装和测试》、《光纤光学前沿》等专著并出版，为我国光电子器件产业的发展提供了指导和借鉴。

超前布局规划

多年来，微波光电子团队都能够在激烈竞争中抢占先机，对所处行业未来的发展趋势进行预判，并提早部署研究计划。这已经成为他们的制胜法宝。最具代表性的，就是他们对光电子发展趋势的预判。

众所周知，全球已经步入信息经济时代，信息产业成为了许多国家的支柱产业。而光电子技术的发展在很大程度上决定着信息产业的发展水平。祝宁华介绍说，高速光电子器件在光通信系统的各个层次都有重要应用，如高速光传输、大容量光交换、宽带光接入和微波光子技术等，是实现高速光信息生产、传输、放大、探测、处理等功能的器件，是宽带通信网络的核心，而激光器则是光通信系统的“心脏”。

祝宁华很早之前就曾指出，随着光网络和光通信技术向大容量、低功耗和智能化方向发展，为实现更高速、更宽带光通信传输系统，光电子集成将会成为高速光电子器件的发展趋势之一，同时也是突破速率和能耗两大制约光通信技术未来发展瓶颈的有效途径，而高速激光器的研制也会成为行业焦点。

意识到这一发展方向的重要性，2009年左右，祝宁华组织实施了“信息光电子学”系列研讨会，以及863计划和基金委“十二五”、“十三五”光电子领域发展战略规划研究，促成了多个863主题项目和国家基金委重大项目的立项，积极推动了高速光电子集成芯片的发展。

不仅如此，祝宁华还带领微波光电子团队针对高速光电子集成器件在国内率先开展深入探索研究，取得了突破性进展。他们提出了光电子集成芯片阵列三维封装技术，解决了光电子集成芯片封装过程中面临的微波阻抗严重失配、模场失配和串扰等难题。美国光学学会刊物OPN以《中国光子集成》为题对微波光电子团队的相关研究进展做了大篇幅封面报道，进一步提升了我国在这一前沿领域的国际影响。

成绩证明实力

在过去的近20年，祝宁华带领的这支队伍在高速光电子器件领域的研究中，为我国实现了一个又一个创新突破，但他们却很少对外提及。对他们来说，科研需要沉浸其中，而他们有限的时间只够用来投入研究，再无暇顾及其他。所以这些年，这支队伍证明自己实力的方式“简单”、“粗暴”―不断创新、不断突破，不断刷新成果记录：

他们在光通信和光网络的核心器件高速光波导调制器的研制方面，采用保角变换法和点匹配法，很好地解决了以有限元为代表的常用数值计算法难以精确描述光调制器电极边缘效应的难题，确保了光波和微波传输特性测试分析的精确度，为器件设计和制备提供了有效保证。

他们首次将变分理论用于光波导传输特性分析，有效解决了采用数值分析法进行优化设计时面临的异常困难，建立了光波导基膜和高阶模场分布的解析表达式，并在此基础上获得了导模数目和模式传播常数等参数，在不同结构的光波导分析中成功应用，相关成果荣获中国科学院自然科学三等奖。业内评价称：“该方法表达式简单、参数确定方便、精确度高，为完善光波导理论体系作出了重要贡献。”

他们创新性地提出基于频率分束法的光外差技术，将光谱结构分析从光域转到电域，解决了传统Michelson干涉仪光谱分析法存在的光束发散、透镜振动等限制问题，将光谱分辨率由105提高到了1017。借助这一方法，他们研究了光波列（构成光谱的基本单元）的线宽和长度，以及时间和频率分布规律，建立了半导体激光器超精细光谱结构模型。同时，基于该理论，他们还提出了非对称耦合腔的单片集成激光器机构，能够将线宽压榨到35KHz以下，比常规DFB激光器小了2个量级。航天五院测试后确认其满足航天定标要求，意味着我国在该类核心器件的研发上实现了自主可控。

他们还大胆提出频率相干性概念，完善了波长不同的两束光相干性描述，明确双光束拍频产生微波信号的频谱线宽取决于光束相干性，与光束本身光谱线宽无关，以及两个单片集成激光器的输出光也具有频率相干性，并首次实现了基于微波光子技术的单片集成窄线宽微波源芯片，具有体积小、调谐范围大、不需要微谐振器等特点。

这种可调谐激光器在5微秒内实现了DC～40GHz的快速扫频，与传统电子学微波源技术相比，大大拓宽了频带快读，扫频速率提高了3个量级。这一突出成果一经发表，便立刻获得了UrekAlert和总参某部的高度关注，认为该方法为实现高效电子对抗装置及系统提供了可能。

…………

在科研上，这支队伍的表现其实很高调―提出大胆建议的是他们，提前判断发展趋势的是他们，打破国外禁运限制的也是他们，这些华丽的成果是他们非凡实力的最佳佐证。低调，只是为了屏蔽一切干扰和杂念，心无旁骛地沉浸在科研的世界中。

对于光电子技术的未来，祝宁华表示，光电子技术发展至今，已经对国家的发展产生了重要影响，大到军工、航天、国防等领域，小到家用电器的信号传递、灯光照明等。全球光电子技术产业的市场规模已超1万亿美元，我国的光电子技术产品市场也始终保持着两位数的高速增长，市场可观、潜力巨大。

第6篇：光电科学与技术的前景范文

【关键词】太阳能；冰箱；研究；应用前景

在当前情况下，我国很多产品大多是由以煤、油等不可再生资源为开发对象的电力生产，随着自然环境的恶化，资源的匮乏，这就要求我们不断的开发和利用新的资源，以减小对一些常规能源的依赖。对于冰箱来说，由于其使用的特殊性，每年都要耗费大量的电力，从而消耗大量的能源。实现太阳能的技术开发和研究应用，对于冰箱产业的建设和发展来说具有重要的意义。开发和利用太阳能冰箱，可以有效的减少对资源的消耗，同时也减少了对自然环境的污染，它是一种高节能、绿色环保的项目，所以必须大力加强对其的研究和开发，以便更好的服务于大众。

1 太阳能冰箱发展的现状分析

随着科学技术的快速发展，人们已经开始加强了对太阳能冰箱的研究和开发，其中重要的一点就是开发了太阳能制冷技术，这是太阳能开发的一个重要组成部分。对于冰箱的技术来说，制冷系统是一大关键，针对这一问题，人们对太阳能制冷技术进行了大量的研究和分析，其中研究了两种主要的制冷方式，一种是太阳能光电制冷技术，另一种就是太阳能光热制冷技术。对于光电制冷技术来说，它主要依靠的就是太阳能的发电，进而进行光电转换和太阳能电池来驱动电冰箱的压缩制冷系统。而对于太阳能光热制冷技术来说，其主要的研究的就是太阳能吸收式制冷以及吸附式制冷、喷射式制冷等。

对于这些制冷技术来说，都是在太阳能技术开发和研究的基础上进行的，同时也具有各自的优势和缺点。对于光电制冷技术来说，其成本相对低廉，而对于光热制冷技术来说，其发展的时间较长，技术也相对比较成熟。总之，在当前的冰箱系统开发和研究过程中，太阳能资源已经成为人们关注重要资源，并且结合相关的需要展开了大量的研究和分析工作，力求更好的实现应用，以促进相关产业的发展。

2 太阳能冰箱技术的研究应用问题探讨

通过上面的太阳能冰箱技术研究现状分析，我们对于太阳能冰箱技术也有了一个基本的了解，其中一些主要的制冷技术也是当前太阳能冰箱技术发展的重要组成，下面笔者就将对这几种太阳能冰箱制冷技术展开详细的分析和研究。

2.1 太阳能光电制冷冰箱的技术研究。对于太阳能光电制冷技术冰箱的发展来说，在当前情况下主要有两种，一种是太阳能光伏冰箱，另外一种就是太阳能半导体冰箱。对于太阳能光伏冰箱技术来说，它的产生和发展是在普通的压缩式冰箱技术基础之上研究开发的，一般主要是由太阳能电池以及相应的控制器和蓄电池组成。在这项技术发展的过程中起主要作用的就是太阳能蓄电池的利用，这是该技术的关键。与此同时这项技术也具有广泛的应用基础，在一些实践的检验当中，在把传统的冰箱进行改进成为光伏太阳能系统之后，冰箱的运转是处于正常状态的。

对于太阳能半导体冰箱来说，相关的研究人员也进行了大量的研究，在这个过程中相关的专家也设计出了太阳能电池驱动半导体冰箱的基本结构，进而建立起了太阳能电池驱动的半导体冰箱相关理论基础和模型，这对于太阳能半导体冰箱的发展来说意义重大。

2.2 太阳能吸附式制冷冰箱技术的研究和分析。对于太阳能吸附式制冷技术的研究来说，我国从本世纪的90年代就已经开始，但是在这个研究的过程中由于一些技术上制约，当前仍处于实验研究阶段。该项制冷技术对于太阳能冰箱的发展来说将具有重要意义，在这个研究的过程中，由于需要制取的温度较高，并且受到太阳能时间上的约束，导致其发展的相对缓慢。

对此，相关的研究和管理人员加强了研究和分析，从各个方面进行了实验和探讨。其中包括系统循环的机理、吸附式制冷工质对的选择以及冰箱性能等，通过对这些关键技术的分析和研究，也取得了相应的研究成果。其中一些专家还按照生产与使用的相关要求研制出了太阳能吸附式冰箱，同时进行了性能的测试，发现系统的运转也相对稳定。而在太阳能吸附式冰箱的研究过程中，需要把握一个关键的要点，那就是对于吸附式工质对的选择，这是一项相对重要的技术研究项目，在这方面需要保证相关的吸附装置吸收量大、周期短，而其在吸附之后也不能出现结块或者是膨胀的现象。

2.3 对于太阳能冰箱的技术研究和应用来说，重点就是要做好太阳能发电装置的研究和应用，在这个过程中需要研究的关键问题就是太阳能电池的蓄电以及放电技术，在这方面太阳能冰箱的效率还不是太高，而需要的成本却相对较高，要做好这方面的技术应用还要克服一些难题，对此笔者进行了相关的总结和分析：

2.3.1 高效太阳能的集热器技术研究。对于太阳能冰箱技术的发展来说，集热器是一项重要的转化装置，通过该装置我们能够实现太阳能的高效利用。因此，它对于太阳能冰箱的发展和应用来说尤为关键，其应用的效率以及成本价格直接的关系到了冰箱的实际应用以及经济性。所以，在这个过程中一定要加强对集热器的研究和开发，而其重点就是要做好表面吸收土层材料的研究和开发，例如我们可以研究出一些对于太阳辐射具有超强光谱吸收比的土层材料，进而来加强对太阳能的吸收和转化。这对于太阳能冰箱技术的发展来说至关重要，必须加强研究和应用。

2.3.2 高效太阳能蓄能技术。对于太阳能技术的发展来说，其一般会受到外界自然条件的影响，尤其是在白天或者是黑夜，如何保证其工作状况是进行太阳能冰箱应用需要克服的问题。那么，我们就需要平衡其工作状态，加强对太阳能蓄能技术的研究和探讨。也就是说在进行太阳能冰箱技术研究的过程中，要做好相应的蓄能系统设计和规划，从而保证其正常的运转。

3 太阳能冰箱技术的应用前景分析

对于电冰箱的发展来说，传统的冰箱在其应用的过程中大量的消耗了常规能源，加剧了资源的负载压力，同时也间接的造成了对环境的污染。在新的形势下，加强新能源以及清洁能源的开发和利用越来越受到人们的关注，并且已成为未来发展的大趋势，因此在这个过程中太阳能冰箱的研究和应用是具有广阔前景的。

但是，在当前的情况下，对于太阳能冰箱的技术研究和应用来说，还具有一系列的难题和制约。虽然太阳能技术具有低能耗、清洁的特征，但是在实际的应用过程中，由于运转效率较低而成本较高，这样成了其发展和应用过程中的重要制约因素；并且对于当前的城市居民区来说，由于受到建筑规划设计的影响，太阳能冰箱的集热器安装也是一大难题；与此同时在当前的太阳能冰箱制冷系统中，其系统的运转效率和循环系统还不够完善。这些都是需要进一步研究的重点问题。

对于未来太阳能冰箱的发展来说，需要不断的进行技术突破和理念革新。传统的冰箱大量的依赖电力资源进行驱动，并且已经有了相对完善的发展。作为新型的能源产品来说，要达到高效、节能、省电的目标，就更要加强对其应用技术的基础研究，不断的实现创新，从而克服相关的应用难题。对于太阳能冰箱技术的研究和发展来说，它是整个冰箱产业未来发展的趋势所在，我们一定要加大研究步伐，从而带动冰箱产业的技术创新和产品的升级换代，最终实现高效、节能的发展目标，实现其社会效益和经济效益。

参考文献：

第7篇：光电科学与技术的前景范文

【关键词】电子信息技术；应用；特征

0.前言

现代社会快速发展下，电子信息技术手段逐步成为各行业领域之中的一大应用主体，怎样更加科学有效的应用该技术手段，激发其核心潜能价值，为现代社会市场经济建设服务，则变成了当前我们应重点关注的问题。

1.电子信息技术重要内涵

电子信息技术主要是通过电子技术实现信息资源的获取、传输、应用以及处置。具体来讲，电子信息技术涵盖传感技术、通信应用、计算机网络以及信号处理技术等。当前，电子信息技术渐渐渗透到了生产制造通信设备、计算机系统设备以及微电子元器件、音频视频设备、信息设备、软件工具、信息服务行业、网络建设等众多产业之中，并渐渐获取了各大行业的认可以及重视。

2.电子信息技术应用包含的问题

电子信息技术应用阶段中，虽然取得了显著的成效，然而却始终包含一定的不足问题。首先，电子信息技术总体力量较为薄弱。无论在人力资源或是技术力量上均存在一定的不足，此问题恰恰变成对我国电子信息技术快速发展的主要制约因素。虽然，我国一些高校在培养电子信息技术专业人才上下大力气、投入了较多精力，并取得了令人可喜的成绩。然而高等院校培养的技术人才多停留在单一型层面，他们所从事的电子信息技术研究领域也较为单一，因此呈现出了我国复合型人才技术力量薄弱的问题。另外，该类电子信息技术人才水平有限，致使行业严重缺乏高端水平的电子信息技术人才。这类状况在较大层面影响限定了我国电子信息技术快速、健康运行发展。

从环境条件上来讲，由于资源匮乏，因此也对电子信息技术形成了负面影响。引发该现象的主体成因在于，一些假冒伪劣、质量较差的电子信息产品充斥着行业市场，一些不法分子知法犯法，对知识产权成果进行侵权的问题、产品盗版走私、非法贩卖、企业单位互相之间的不良竞争等，均使行业发展陷入了恶性循环。令我国电子信息技术在世界领域、国际市场之中的核心竞争力不良降低，同时还缩减了电子信息技术在我国的建设发展核心潜力。因此，我们应主力为电子信息技术手段的应用开创优质的发展环境，方能全面激发信息技术人才最大化发挥技能水平，全面推进电子信息技术市场的良性循环以及持续发展。

当前，在我国建设的电子信息技术有关产业机构存在一定的不合理性。这在一定层面使得我国生产的电子信息技术产品同世界先进水平相比，存在较大的差距。虽然，我国建设电子信息技术产业具有较好的发展前景，然而由于产业机构的不科学，影响了电子信息技术在我国的高速更新与升级。仅有积极突破以往产业机构的规划设置，依照我国电子信息技术手段的内在特征以及发展状况，创建形成更加完备合理的电子信息产业机构，方能全面推进该行业的稳定、持续与健康发展。

3.电子信息技术应用特征

作为计算机系统发展应用的主要特征，电子信息技术逐步在网络环境下实现了更广泛的应用。例如，智能集约化应用。可以这样说，智能化始终为计算机系统发展建设进程中的核心方向。计算机职能需要利用科学研究而实现，通过现代化网络技术手段可对人们从事的思维活动、有关感觉行为做合理适度的模拟，并就有关信息进行集约化的处理、综合性的逻辑分析。再者，电子信息技术的应用体现了网络数字化特征。现代社会持续广泛的应用计算机系统技术过程中，网络渐渐变成了计算机以及信息技术全面融合的产物，计算机因其高清晰度、高优质性的数字处理手段，透过网络运行，完成信息资源的交流传输、互动以及共享应用，进而实现了网络数字化发展的最终目标。

高效便捷性是电子信息技术的又一应用特征，事实上，计算机网络技术手段最突出的特点便是高效便捷。在汇总集成各类重要信息资源的同时，借助计算机电子信息技术手段，可令各类管理任务均快速、优质、简便的完成。

4.电子信息技术应用发展

4.1集成化应用发展

电子信息技术建设发展阶段中，系统集成电路生产制造手段为核心部分，其作为硬件产品的重要环节，应用范畴日益扩充，涉及到计算机CPU、IC卡等领域。事实上，集成电路技术成为了我国研究开发高科技成果的一个典型代表，即便在世界经济领域均发挥了至关重要的作用。同时，系统集成电路技术产品芯片随着面积的增长，其集成度渐渐提升，而尺寸则变得更小，系统功能更加完备。因此，在未来的发展进程中，系统集成电路将向着细微化以及硅片大直径的方向继续发展延伸。

4.2光电子技术应用发展

电子信息技术由以往的光电子以及电子学阶段逐步向着光电子技术快速发展。同时，后者渐渐衍生出来两类学科，即能量光子以及信息光子学科。依照市场建设发展以及自身具备的规律特征，上述两类学科实现了更大的进步与更新，并渐渐向着创建现代化光电子信息领域以及光电子交叉领域的方向继续发展，其规模之大、速度之快我们无不为之感叹。

5.结语

总之，伴随我国现代科学技术的快速发展，电子信息技术正渐渐壮大。通过实践足以证明，电子信息技术手段同总体科技水平密切相关。因此我们只有明确电子信息技术内涵、实践应用特征，清晰其主体应用方向、实践发展中存在的问题，并明确未来的应用发展趋势，方能更好的为电子信息技术机构建设、行业发展打下坚实的基础，营造完善的环境，提供充分的资源保障，令其更好的为百姓群众、现代社会服务，凸显核心优势，进而实现可持续的全面发展。 [科]

【参考文献】

[1]魏万云.浅谈当代电子技术的发展[J].中国科技信息，2005（19）.

[2]杨清林.浅谈电子信息技术的发展趋势[J].电子制作，2013（19）.

第8篇：光电科学与技术的前景范文

【关键字】电子信息科学技术发展

一、电子信息技术发展现状

就目前的发展来看，由于电子信息技术的发展和普及，其应用越来越广泛的被应用在不同行业中，电子信息技术的应用领域已从过去的发展方向转变到金融行业中，甚至蔓延到其他领域。就金融行业的发展来看，很多纸币开始转变成电子货币的交易形式，信息技术的进步和发展已不是某个国家的问题，是全球性的，对电子信息技术的发展有推动作用。

二、电子信息技术的应用

1、信息通信网络领域的应用。在信息网络通信领域里，电子信息技术一般是通过信息网络里的数据进行传递，然后采取一系列的技术来设计数据传递终端设备。信息网络通信领域的作用是促进信息的传递，信息网络一般需要通过网络来进行支持。操作和运行的时候，通讯网络里很多都是借助电子设备来对信息进行一定的传递。2、“互联网＋”领域的应用。如今的社会，网络已经普及，不管是工作和学习，都需要利用网络。如果没有网络，社会的发展将会非常滞后。当前这个“互联网+”的时代，也属于互联网+各行各业的布局。也就是说，不管哪个行业和领域，都必须要以互联网为依托，借助电子设备和相关的技术，来实现行业的进步和发展。可以这样说，“互联网+”的现状使得传统行业的限制得到了突破，也使得更多的行业和领域都得到了一定的进步和发展。也因此，其对于行业的保护是非常有利的。3、医疗电子设备领域的应用。近年来，医疗行业的发展有显著的提升，关键在于采用了电子信息科学这一高新技术，这个技术无论是对治疗、管理上都有很大作用;首先在治疗上，电子信息科学与技术不仅可以勘察手术进展情况，还可以记录全过程，还有很多相关方面的医疗设备都采用了电子信息技术；在管理层面上，电子信息技术也在医院广泛使用，很多医院都开设了电子病例.便于储存。4、汽车电子领域的应用。在其他领域当中，电子信息技术的应用都是为了对信息进行搜集和处理。但是在汽车电子领域当中，其最重要的技术是借助电子信息技术来对汽车的发电机来实施智能化的控制和操作。汽车电子信息系统里有很多的网络传感结构，比如温度传感器、压力传感器。所有的网络传感器都需要借助发动机的电子控制单元提供发动机相应的数据，再借助一定的处理来获得相应的结果。此外，还有中央喷射器等一系列的部件，其可以完成不同的指令。这就是汽车领域里的电子信息技术的应用，其促使汽车变得更加先进、智能。

三、电子科技在未来的发展

1、光电技术将成为发展重点。随着光电子学和电子学的技术提升，光电子技术开始成为电子信息技术的发展主力，就未来的发展模式看来，3D技术将会成为电子信息技术应用显示领域的主要方式，随着3D技术的综合性运用，其对软性显示器等类型设备的设计和出现起到促进作用，3D技术的出现能显著提升人们的工作效率。近年来，LED技术的应用范围不断扩大，该技术的有效运用关系到了电子信息技术的领域创新，也实现了低碳环保设计的理念，由此可见，LED技术显著改善了人们的生活方式和生活体验，给人们带来更多新鲜体验，发展前景必定是光明的。2、网络信息技术更发达。互联网与电子信息科学技术的关系十分密切，他们不但彼此相互依存，而且还彼此促进对方的发展，现阶段，我国互联网的运用范围正不断扩大，电子信息科学技术实现互联网化，可以在一定程度上扩大国际之间电子信息科学技术交流的范围，加深电子信息科学技术交流的深度，打破电子信息科学技术交流在地域条件方面的限制;除此之外，电子信息科学技术实现网络化，在网络中就可以进行资金与技术的优化配置，降低了电子信息科学技术的交易成本;总而言之，电子信息科学技术发展网络化是我国在面临互联网时代的必然发展趋势，我国电子信息科学技术人员应该尽最大的努力对会联网体系进行构建以及健全，使互联网与电子信息科学技术之间推动作用更强。3、通信技术不断壮大。通信技术的出现也是电子信息技术发展的成果，通信技术将会是电子信息工程未来发展的主要方向，就通信技术全面发展的当下来看，通信技术中包含了诸多的卫星通信传播技术、数字化无线技术和有限技术的综合运用，最出名且发展良好的一个案例是中国移动通信技术的发展，当前人类社会已经离不开通信设备的支撑，因此深入研究和分析通信技术将会一直延续。

四、结语

综上所述，为了使我国的电子信息科学技术得到更好的发展，我国电子信息科学技术人员应该顺应世界未来的发展趋势，努力创新，勇敢面对并克服电子信息技术中存在的问题，为我国电子信息科学技术发展创造良好的氛围。

参考文献

[1]郗旺达.电子信息技术及其应用[J].电子技术与软件工程，2017（03）：126.

[2]张寿玲.电子信息科学技术的未来发展刍议[J].科技展望，2016（29）：5

第9篇：光电科学与技术的前景范文

关键词半导体材料量子线量子点材料光子晶体

1半导体材料的战略地位

上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。

2几种主要半导体材料的发展现状与趋势

2.1硅材料

从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。

从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smartcut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在开发中。

理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。

2.2GaAs和InP单晶材料

GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。

目前，世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨，其中以低位错密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生长的2－3英寸的导电GaAs衬底材料为主；近年来，为满足高速移动通信的迫切需求，大直径（4，6和8英寸）的SI－GaAs发展很快。美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SI－GaAs集成电路生产线。InP具有比GaAs更优越的高频性能，发展的速度更快，但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破，价格居高不下。

GaAs和InP单晶的发展趋势是：

（1）。增大晶体直径，目前4英寸的SI－GaAs已用于生产，预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SI－GaAs也将投入工业应用。

（2）。提高材料的电学和光学微区均匀性。

（3）。降低单晶的缺陷密度，特别是位错。

（4）。GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快，很有可能成为主流技术。

2.3半导体超晶格、量子阱材料

半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。

（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。

GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和应变补偿材料体系已发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。高电子迁移率晶体管（HEMT），赝配高电子迁移率晶体管（P－HEMT）器件最好水平已达fmax=600GHz，输出功率58mW，功率增益6.4db；双异质结双极晶体管（HBT）的最高频率fmax也已高达500GHz，HEMT逻辑电路研制也发展很快。基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。目前，研制高质量的1.5μm分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键，在实验室西门子公司已完成了80×40Gbps传输40km的实验。另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。

虽然常规量子阱结构端面发射激光器是目前光电子领域占统治地位的有源器件，但由于其有源区极薄（～0.01μm）端面光电灾变损伤，大电流电热烧毁和光束质量差一直是此类激光器的性能改善和功率提高的难题。采用多有源区量子级联耦合是解决此难题的有效途径之一。我国早在1999年，就研制成功980nmInGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。

为克服PN结半导体激光器的能隙对激光器波长范围的限制，1994年美国贝尔实验室发明了基于量子阱内子带跃迁和阱间共振隧穿的量子级联激光器，突破了半导体能隙对波长的限制。自从1994年InGaAs／InAIAs／InP量子级联激光器（QCLs）发明以来，Bell实验室等的科学家，在过去的7年多的时间里，QCLs在向大功率、高温和单膜工作等研究方面取得了显着的进展。2001年瑞士Neuchatel大学的科学家采用双声子共振和三量子阱有源区结构使波长为9.1μm的QCLs的工作温度高达312K，连续输出功率3mW.量子级联激光器的工作波长已覆盖近红外到远红外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光谱、超高灵敏气体传感器、高速调制器和无线光学连接等方面显示出重要的应用前景。中科院上海微系统和信息技术研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子级联激光器；中科院半导体研究所于2000年又研制成功3.7μm室温准连续应变补偿量子级联激光器，使我国成为能研制这类高质量激光器材料为数不多的几个国家之一。

目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英国卡迪夫的MOCVD中心，法国的PicogigaMBE基地，美国的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有这种外延材料出售。生产型MBE和MOCVD设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。

（2）硅基应变异质结构材料。

硅基光、电器件集成一直是人们所追求的目标。但由于硅是间接带隙，如何提高硅基材料发光效率就成为一个亟待解决的问题。虽经多年研究，但进展缓慢。人们目前正致力于探索硅基纳米材料（纳米Si／SiO2），硅基SiGeC体系的Si1－yCy/Si1－xGex低维结构，Ge／Si量子点和量子点超晶格材料，Si／SiC量子点材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED发光器件和有关纳米硅的受激放大现象的报道，使人们看到了一线希望。

另一方面，GeSi／Si应变层超晶格材料，因其在新一代移动通信上的重要应用前景，而成为目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止频率已达200GHz，HBT最高振荡频率为160GHz，噪音在10GHz下为0.9db，其性能可与GaAs器件相媲美。

尽管GaAs／Si和InP／Si是实现光电子集成理想的材料体系，但由于晶格失配和热膨胀系数等不同造成的高密度失配位错而导致器件性能退化和失效，防碍着它的使用化。最近，Motolora等公司宣称，他们在12英寸的硅衬底上，用钛酸锶作协变层（柔性层），成功的生长了器件级的GaAs外延薄膜，取得了突破性的进展。

2.4一维量子线、零维量子点半导体微结构材料

基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。

目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμm左右，单管室温连续输出功率高达3.6～4W.特别应当指出的是我国上述的MBE小组，2001年通过在高功率量子点激光器的有源区材料结构中引入应力缓解层，抑制了缺陷和位错的产生，提高了量子点激光器的工作寿命，室温下连续输出功率为1W时工作寿命超过5000小时，这是大功率激光器的一个关键参数，至今未见国外报道。

在单电子晶体管和单电子存贮器及其电路的研制方面也获得了重大进展，1994年日本NTT就研制成功沟道长度为30nm纳米单电子晶体管，并在150K观察到栅控源－漏电流振荡；1997年美国又报道了可在室温工作的单电子开关器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工艺技术实现了128Mb的单电子存贮器原型样机的制造，这是在单电子器件在高密度存贮电路的应用方面迈出的关键一步。目前，基于量子点的自适应网络计算机，单光子源和应用于量子计算的量子比特的构建等方面的研究也正在进行中。

与半导体超晶格和量子点结构的生长制备相比，高度有序的半导体量子线的制备技术难度较大。中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组，在继利用MBE技术和SK生长模式，成功地制备了高空间有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子线和量子线超晶格结构的基础上，对InAs／InAlAs量子线超晶格的空间自对准（垂直或斜对准）的物理起因和生长控制进行了研究，取得了较大进展。

王中林教授领导的乔治亚理工大学的材料科学与工程系和化学与生物化学系的研究小组，基于无催化剂、控制生长条件的氧化物粉末的热蒸发技术，成功地合成了诸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半导体氧化物纳米带，它们与具有圆柱对称截面的中空纳米管或纳米线不同，这些原生的纳米带呈现出高纯、结构均匀和单晶体，几乎无缺陷和位错；纳米线呈矩形截面，典型的宽度为20－300nm，宽厚比为5－10，长度可达数毫米。这种半导体氧化物纳米带是一个理想的材料体系，可以用来研究载流子维度受限的输运现象和基于它的功能器件制造。香港城市大学李述汤教授和瑞典隆德大学固体物理系纳米中心的LarsSamuelson教授领导的小组，分别在SiO2／Si和InAs／InP半导体量子线超晶格结构的生长制各方面也取得了重要进展。

低维半导体结构制备的方法很多，主要有：微结构材料生长和精细加工工艺相结合的方法，应变自组装量子线、量子点材料生长技术，图形化衬底和不同取向晶面选择生长技术，单原子操纵和加工技术，纳米结构的辐照制备技术，及其在沸石的笼子中、纳米碳管和溶液中等通过物理或化学方法制备量子点和量子线的技术等。目前发展的主要趋势是寻找原子级无损伤加工方法和纳米结构的应变自组装可控生长技术，以求获得大小、形状均匀、密度可控的无缺陷纳米结构。

2.5宽带隙半导体材料

宽带隙半导体材主要指的是金刚石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶体等，特别是SiC、GaN和金刚石薄膜等材料，因具有高热导率、高电子饱和漂移速度和大临界击穿电压等特点，成为研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件和电路的理想材料；在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。另外，III族氮化物也是很好的光电子材料，在蓝、绿光发光二极管（LED）和紫、蓝、绿光激光器（LD）以及紫外探测器等应用方面也显示了广泛的应用前景。随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点。目前，GaN基蓝绿光发光二极管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大输出功率为0.5W.在微电子器件研制方面，GaN基FET的最高工作频率（fmax）已达140GHz，fT=67GHz，跨导为260ms／mm；HEMT器件也相继问世，发展很快。此外，256×256GaN基紫外光电焦平面阵列探测器也已研制成功。特别值得提出的是，日本Sumitomo电子工业有限公司2000年宣称，他们采用热力学方法已研制成功2英寸GaN单晶材料，这将有力的推动蓝光激光器和GaN基电子器件的发展。另外，近年来具有反常带隙弯曲的窄禁带InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重视，这是因为它们在长波长光通信用高T0光源和太阳能电池等方面显示了重要应用前景。

以Cree公司为代表的体SiC单晶的研制已取得突破性进展，2英寸的4H和6HSiC单晶与外延片，以及3英寸的4HSiC单晶己有商品出售；以SiC为GaN基材料衬低的蓝绿光LED业已上市，并参于与以蓝宝石为衬低的GaN基发光器件的竟争。其他SiC相关高温器件的研制也取得了长足的进步。目前存在的主要问题是材料中的缺陷密度高，且价格昂贵。

II－VI族兰绿光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美国3M公司成功地解决了II－VI族的P型掺杂难点而得到迅速发展。1991年3M公司利用MBE技术率先宣布了电注入（Zn，Cd）Se／ZnSe兰光激光器在77K（495nm）脉冲输出功率100mW的消息，开始了II－VI族兰绿光半导体激光（材料）器件研制的。经过多年的努力，目前ZnSe基II－VI族兰绿光激光器的寿命虽已超过1000小时，但离使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速发展和应用，使II－VI族兰绿光材料研制步伐有所变缓。提高有源区材料的完整性，特别是要降低由非化学配比导致的点缺陷密度和进一步降低失配位错和解决欧姆接触等问题，仍是该材料体系走向实用化前必须要解决的问题。

宽带隙半导体异质结构材料往往也是典型的大失配异质结构材料，所谓大失配

异质结构材料是指晶格常数、热膨胀系数或晶体的对称性等物理参数有较大差异的材料体系，如GaN／蓝宝石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引发界面处大量位错和缺陷的产生，极大地影响着微结构材料的光电性能及其器件应用。如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学问题。这个问题的解泱，必将大大地拓宽材料的可选择余地，开辟新的应用领域。

目前，除SiC单晶衬低材料，GaN基蓝光LED材料和器件已有商品出售外，大多数高温半导体材料仍处在实验室研制阶段，不少影响这类材料发展的关键问题，如GaN衬底，ZnO单晶簿膜制备，P型掺杂和欧姆电极接触，单晶金刚石薄膜生长与N型掺杂，II－VI族材料的退化机理等仍是制约这些材料实用化的关键问题，国内外虽已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。

3光子晶体

光子晶体是一种人工微结构材料，介电常数周期的被调制在与工作波长相比拟的尺度，来自结构单元的散射波的多重干涉形成一个光子带隙，与半导体材料的电子能隙相似，并可用类似于固态晶体中的能带论来描述三维周期介电结构中光波的传播，相应光子晶体光带隙（禁带）能量的光波模式在其中的传播是被禁止的。如果光子晶体的周期性被破坏，那么在禁带中也会引入所谓的“施主”和“受主”模，光子态密度随光子晶体维度降低而量子化。如三维受限的“受主”掺杂的光子晶体有希望制成非常高Q值的单模微腔，从而为研制高质量微腔激光器开辟新的途径。光子晶体的制备方法主要有：聚焦离子束（FIB）结合脉冲激光蒸发方法，即先用脉冲激光蒸发制备如Ag/MnO多层膜，再用FIB注入隔离形成一维或二维平面阵列光子晶体；基于功能粒子（磁性纳米颗粒Fe2O3，发光纳米颗粒CdS和介电纳米颗粒TiO2）和共轭高分子的自组装方法，可形成适用于可光范围的三维纳米颗粒光子晶体；二维多空硅也可制作成一个理想的3－5μm和1.5μm光子带隙材料等。目前，二维光子晶体制造已取得很大进展，但三维光子晶体的研究，仍是一个具有挑战性的课题。最近，Campbell等人提出了全息光栅光刻的方法来制造三维光子晶体，取得了进展。

4量子比特构建与材料

随着微电子技术的发展，计算机芯片集成度不断增高，器件尺寸越来越小（nm尺度）并最终将受到器件工作原理和工艺技术限制，而无法满足人类对更大信息量的需求。为此，发展基于全新原理和结构的功能强大的计算机是21世纪人类面临的巨大挑战之一。1994年Shor基于量子态叠加性提出的量子并行算法并证明可轻而易举地破译目前广泛使用的公开密钥Rivest，Shamir和Adlman（RSA）体系，引起了人们的广泛重视。

所谓量子计算机是应用量子力学原理进行计的装置，理论上讲它比传统计算机有更快的运算速度，更大信息传递量和更高信息安全保障，有可能超越目前计算机理想极限。实现量子比特构造和量子计算机的设想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一个实现大规模量子计算的方案。其核心是利用硅纳米电子器件中磷施主核自旋进行信息编码，通过外加电场控制核自旋间相互作用实现其逻辑运算，自旋测量是由自旋极化电子电流来完成，计算机要工作在mK的低温下。

这种量子计算机的最终实现依赖于与硅平面工艺兼容的硅纳米电子技术的发展。除此之外，为了避免杂质对磷核自旋的干扰，必需使用高纯（无杂质）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅单晶；减小SiO2绝缘层的无序涨落以及如何在硅里掺入规则的磷原子阵列等是实现量子计算的关键。量子态在传输，处理和存储过程中可能因环境的耦合（干扰），而从量子叠加态演化成经典的混合态，即所谓失去相干，特别是在大规模计算中能否始终保持量子态间的相干是量子计算机走向实用化前所必需克服的难题。

5发展我国半导体材料的几点建议

鉴于我国目前的工业基础，国力和半导体材料的发展水平，提出以下发展建议供参考。

5.1硅单晶和外延材料硅材料作为微电子技术的主导地位

至少到本世纪中叶都不会改变，至今国内各大集成电路制造厂家所需的硅片基本上是依赖进口。目前国内虽已可拉制8英寸的硅单晶和小批量生产6英寸的硅外延片，然而都未形成稳定的批量生产能力，更谈不上规模生产。建议国家集中人力和财力，首先开展8英寸硅单晶实用化和6英寸硅外延片研究开发，在“十五”的后期，争取做到8英寸集成电路生产线用硅单晶材料的国产化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我国应有8～12英寸硅单晶、片材和8英寸硅外延片的规模生产能力；更大直径的硅单晶、片材和外延片也应及时布点研制。另外，硅多晶材料生产基地及其相配套的高纯石英、气体和化学试剂等也必需同时给以重视，只有这样，才能逐步改观我国微电子技术的落后局面，进入世界发达国家之林。超级秘书网

5.2GaAs及其有关化合物半导体单晶材料发展建议

GaAs、InP等单晶材料同国外的差距主要表现在拉晶和晶片加工设备落后，没有形成生产能力。相信在国家各部委的统一组织、领导下，并争取企业介入，建立我国自己的研究、开发和生产联合体，取各家之长，分工协作，到2010年赶上世界先进水平是可能的。要达到上述目的，到“十五”末应形成以4英寸单晶为主2－3吨／年的SI－GaAs和3－5吨／年掺杂GaAs、InP单晶和开盒就用晶片的生产能力，以满足我国不断发展的微电子和光电子工业的需术。到2010年，应当实现4英寸GaAs生产线的国产化，并具有满足6英寸线的供片能力。

5.3发展超晶格、量子阱和一维、零维半导体微结构材料的建议

（1）超晶格、量子阱材料从目前我国国力和我们已有的基础出发，应以三基色（超高亮度红、绿和蓝光）材料和光通信材料为主攻方向，并兼顾新一代微电子器件和电路的需求，加强MBE和MOCVD两个基地的建设，引进必要的适合批量生产的工业型MBE和MOCVD设备并着重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基蓝绿光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料体系的实用化研究是当务之急，争取在“十五”末，能满足国内2、3和4英寸GaAs生产线所需要的异质结材料。到2010年，每年能具备至少100万平方英寸MBE和MOCVD微电子和光电子微结构材料的生产能力。达到本世纪初的国际水平。

宽带隙高温半导体材料如SiC，GaN基微电子材料和单晶金刚石薄膜以及ZnO等材料也应择优布点，分别做好研究与开发工作。

（2）一维和零维半导体材料的发展设想。基于低维半导体微结构材料的固态纳米量子器件，目前虽然仍处在预研阶段，但极其重要，极有可能触发微电子、光电子技术新的革命。低维量子器件的制造依赖于低维结构材料生长和纳米加工技术的进步，而纳米结构材料的质量又很大程度上取决于生长和制备技术的水平。因而，集中人力、物力建设我国自己的纳米科学与技术研究发展中心就成为了成败的关键。具体目标是，“十五”末，在半导体量子线、量子点材料制备，量子器件研制和系统集成等若干个重要研究方向接近当时的国际先进水平；2010年在有实用化前景的量子点激光器，量子共振隧穿器件和单电子器件及其集成等研发方面，达到国际先进水平，并在国际该领域占有一席之地。可以预料，它的实施必将极大地增强我国的经济和国防实力。