大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于光電材料及其應(yīng)用的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

• 1、半導(dǎo)體材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

• 2、請問高手們：什么是材料的鐵電性及鐵磁性？

• 3、今年被光電信息科學(xué)與工程專業(yè)錄取了，可是這個專業(yè)會不會很難學(xué)？

• 4、中央民族大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)有什么特色？

一、半導(dǎo)體材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

半導(dǎo)體材料(semiconductor material)是一類具有半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi))、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。

一、半導(dǎo)體材料主要種類

半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成來分，再將結(jié)構(gòu)與性能比較特殊的非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、無機化合物半導(dǎo)體、有機化合物半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體。

1、元素半導(dǎo)體：在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布著11種具有半導(dǎo)性半導(dǎo)體材料的元素，下表的黑框中即這11種元素半導(dǎo)體,其中C表示金剛石。C、P、Se具有絕緣體與半導(dǎo)體兩種形態(tài);B、Si、Ge、Te具有半導(dǎo)性;Sn、As、Sb具有半導(dǎo)體與金屬兩種形態(tài)。P的熔點與沸點太低,Ⅰ的蒸汽壓太高、容易分解，所以它們的實用價值不大。As、Sb、Sn的穩(wěn)定態(tài)是金屬，半導(dǎo)體是不穩(wěn)定的形態(tài)。B、C、Te也因制備工藝上的困難和性能方面的局限性而尚未被利用。因此這11種元素半導(dǎo)體中只有Ge、Si、Se 3種元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半導(dǎo)體材料中應(yīng)用最廣的兩種材料。

（半導(dǎo)體材料）

2、無機化合物半導(dǎo)體：分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有閃鋅礦的結(jié)構(gòu)。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb組成，典型的代表為GaAs。它們都具有閃鋅礦結(jié)構(gòu),它們在應(yīng)用方面僅次于Ge、Si,有很大的發(fā)展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光電材料。ZnS、CdTe、HgTe具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)。④Ⅰ-Ⅶ族：Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物，其中CuBr、CuI具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)。⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的溫差電材料。⑥第四周期中的B族和過渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,為主要的熱敏電阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm與Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除這些二元系化合物外還有它們與元素或它們之間的固溶體半導(dǎo)體，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究這些固溶體可以在改善單一材料的某些性能或開辟新的應(yīng)用范圍方面起很大作用。

（半導(dǎo)體材料元素結(jié)構(gòu)圖）

半導(dǎo)體材料

三元系包括：族:這是由一個Ⅱ族和一個Ⅳ族原子去替代Ⅲ-Ⅴ族中兩個Ⅲ族原子所構(gòu)成的。例如ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2等。族：這是由一個Ⅰ族和一個Ⅲ族原子去替代Ⅱ-Ⅵ族中兩個Ⅱ族原子所構(gòu)成的, 如 CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2等。：這是由一個Ⅰ族和一個Ⅴ族原子去替代族中兩個Ⅲ族原子所組成,如Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，還有它的結(jié)構(gòu)基本為閃鋅礦的四元系(例如Cu2FeSnS4)和更復(fù)雜的無機化合物。

3、有機化合物半導(dǎo)體：已知的有機半導(dǎo)體有幾十種，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它們作為半導(dǎo)體尚未得到應(yīng)用。

4、非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體：這類半導(dǎo)體與晶態(tài)半導(dǎo)體的最大區(qū)別是不具有嚴(yán)格周期性排列的晶體結(jié)構(gòu)。

二、半導(dǎo)體材料實際運用

制備不同的半導(dǎo)體器件對半導(dǎo)體材料有不同的形態(tài)要求，包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導(dǎo)體材料的不同形態(tài)要求對應(yīng)不同的加工工藝。常用的半導(dǎo)體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長。

半導(dǎo)體材料所有的半導(dǎo)體材料都需要對原料進行提純，要求的純度在6個“9”以上，最高達11個“9”以上。提純的方法分兩大類，一類是不改變材料的化學(xué)組成進行提純，稱為物理提純;另一類是把元素先變成化合物進行提純，再將提純后的化合物還原成元素，稱為化學(xué)提純。物理提純的方法有真空蒸發(fā)、區(qū)域精制、拉晶提純等，使用最多的是區(qū)域精制?；瘜W(xué)提純的主要方法有電解、絡(luò)合、萃取、精餾等，使用最多的是精餾。由于每一種方法都有一定的局限性，因此常使用幾種提純方法相結(jié)合的工藝流程以獲得合格的材料。

（半導(dǎo)體材料）

絕大多數(shù)半導(dǎo)體器件是在單晶片或以單晶片為襯底的外延片上作出的。成批量的半導(dǎo)體單晶都是用熔體生長法制成的。直拉法應(yīng)用最廣，80%的硅單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產(chǎn)的，其中硅單晶的最大直徑已達300毫米。在熔體中通入磁場的直拉法稱為磁控拉晶法，用此法已生產(chǎn)出高均勻性硅單晶。在坩堝熔體表面加入液體覆蓋劑稱液封直拉法，用此法拉制砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等分解壓較大的單晶。懸浮區(qū)熔法的熔體不與容器接觸，用此法生長高純硅單晶。水平區(qū)熔法用以生產(chǎn)鍺單晶。水平定向結(jié)晶法主要用于制備砷化鎵單晶，而垂直定向結(jié)晶法用于制備碲化鎘、砷化鎵。用各種方法生產(chǎn)的體單晶再經(jīng)過晶體定向、滾磨、作參考面、切片、磨片、倒角、拋光、腐蝕、清洗、檢測、封裝等全部或部分工序以提供相應(yīng)的晶片。

在單晶襯底上生長單晶薄膜稱為外延。外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等。工業(yè)生產(chǎn)使用的主要是化學(xué)氣相外延，其次是液相外延。金屬有機化合物氣相外延和分子束外延則用于制備量子阱及超晶格等微結(jié)構(gòu)。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學(xué)氣相沉積、磁控濺射等方法制成。

三、半導(dǎo)體材料發(fā)展現(xiàn)狀

相對于半導(dǎo)體設(shè)備市場，半導(dǎo)體材料市場長期處于配角的位置，但隨著芯片出貨量增長，材料市場將保持持續(xù)增長，并開始擺脫浮華的設(shè)備市場所帶來的陰影。按銷售收入計算，

半導(dǎo)體材料日本保持最大半導(dǎo)體材料市場的地位。然而臺灣、ROW、韓國也開始崛起成為重要的市場，材料市場的崛起體現(xiàn)了器件制造業(yè)在這些地區(qū)的發(fā)展。晶圓制造材料市場和封裝材料市場雙雙獲得增長，未來增長將趨于緩和，但增長勢頭仍將保持。

（半導(dǎo)體材料）

美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SIA)預(yù)測，2008年半導(dǎo)體市場收入將接近2670億美元，連續(xù)第五年實現(xiàn)增長。無獨有偶，半導(dǎo)體材料市場也在相同時間內(nèi)連續(xù)改寫銷售收入和出貨量的記錄。晶圓制造材料和封裝材料均獲得了增長，預(yù)計今年這兩部分市場收入分別為268億美元和199億美元。

日本繼續(xù)保持在半導(dǎo)體材料市場中的領(lǐng)先地位，消耗量占總市場的22%。2004年臺灣地區(qū)超過了北美地區(qū)成為第二大半導(dǎo)體材料市場。北美地區(qū)落后于ROW(RestofWorld)和韓國排名第五。ROW包括新加坡、馬來西亞、泰國等東南亞國家和地區(qū)。許多新的晶圓廠在這些地區(qū)投資建設(shè)，而且每個地區(qū)都具有比北美更堅實的封裝基礎(chǔ)。

芯片制造材料占半導(dǎo)體材料市場的60%，其中大部分來自硅晶圓。硅晶圓和光掩膜總和占晶圓制造材料的62%。2007年所有晶圓制造材料，除了濕化學(xué)試劑、光掩模和濺射靶，都獲得了強勁增長，使晶圓制造材料市場總體增長16%。2008年晶圓制造材料市場增長相對平緩，增幅為7%。預(yù)計2009年和2010年，增幅分別為9%和6%。

半導(dǎo)體材料市場發(fā)生的最重大的變化之一是封裝材料市場的崛起。1998年封裝材料市場占半導(dǎo)體材料市場的33%，而2008年該份額預(yù)計可增至43%。這種變化是由于球柵陣列、芯片級封裝和倒裝芯片封裝中越來越多地使用碾壓基底和先進聚合材料。隨著產(chǎn)品便攜性和功能性對封裝提出了更高的要求，預(yù)計這些材料將在未來幾年內(nèi)獲得更為強勁的增長。此外，金價大幅上漲使引線鍵合部分在2007年獲得36%的增長。

與晶圓制造材料相似，半導(dǎo)體封裝材料在未來三年增速也將放緩，2009年和2010年增幅均為5%，分別達到209億美元和220億美元。除去金價因素，且碾壓襯底不計入統(tǒng)計，實際增長率為2%至3%。

四、半導(dǎo)體材料戰(zhàn)略地位

20世紀(jì)中葉，單晶硅和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導(dǎo)致了電子工業(yè)革命;20世紀(jì)70年代初石英光導(dǎo)纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進了光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計與制造從“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，深刻地影響著世界的政治、經(jīng)濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞?/p>

二、請問高手們：什么是材料的鐵電性及鐵磁性？

鐵電性：介電晶體有很重要的一類，例如BaTiO3、SrTiO3、LiNbO3等，叫鐵電體；在各自一定的特征溫度（稱為鐵電的居里溫度）之下,晶體中出現(xiàn)自發(fā)極化,并且自發(fā)極化可以隨外電場反向而反向；在交變電場作用下，顯示電滯回線。鐵電體必是壓電體、熱電體，如果對光透明的話,也就是電光晶體。

鐵磁性：鐵、鈷、鎳及一些稀土元素存在獨特的磁性現(xiàn)象稱為鐵磁性，這個名稱的由來是因為鐵是具有鐵磁性物質(zhì)中最常見也是最典型的。鐵磁性材料存在磁疇，磁疇內(nèi)磁性是非常強的，如果我們外加一個微小磁場，比如螺線管的磁場會使本來隨機排列的磁疇取向一致，這時我們說材料被磁化。材料被磁化后，將得到很強的磁場，這就是電磁鐵的物理原理。 當(dāng)外加磁場去掉后，材料仍會剩余一些磁場，或者說材料"記憶"了它們被磁化的歷史。這種現(xiàn)象叫作剩磁，所謂永磁體就是被磁化后，剩磁很大。 當(dāng)溫度很高時，由于無規(guī)則熱運動的增強，磁性會消失，這個臨界溫度叫居里溫度

三、今年被光電信息科學(xué)與工程專業(yè)錄取了，可是這個專業(yè)會不會很難學(xué)？

不會，光電專業(yè)并不難學(xué)，而且就業(yè)很好。

光電信息科學(xué)與工程專業(yè)是根據(jù)教育部在2012年9月下發(fā)文件，將原屬于電子信息科學(xué)類的光信息科學(xué)與技術(shù)、光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)與原屬于電氣信息類的信息顯示與光電技術(shù)、光電信息工程、光電子材料與器件五個專業(yè)統(tǒng)一修訂后的專業(yè)名稱。

該專業(yè)培養(yǎng)具有現(xiàn)代科學(xué)意識、理論基礎(chǔ)扎實、知識面寬、創(chuàng)新實踐能力強，可從事光學(xué)工程、光通信、電子學(xué)、圖像與信息處理等技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究，以及相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計與制造、科技開發(fā)與應(yīng)用、運行管理等工作，能夠適應(yīng)當(dāng)代信息化社會高速發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。

電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、通信原理、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、微機原理及應(yīng)用、單片機、軟件技術(shù)基礎(chǔ)、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、信息光學(xué)、光電信息工程、信息處理基礎(chǔ)、光電檢測技術(shù)、近代光學(xué)量測技術(shù)、傳感器原理、激光技術(shù)、光纖通信、光電子學(xué)、數(shù)字圖像處理等。

核心知識領(lǐng)域：本專業(yè)核心知識領(lǐng)域由光電信息基礎(chǔ)類知識、光電信息技術(shù)和工程類知識、 光電子技術(shù)類知識組成。光電信息基礎(chǔ)類知識領(lǐng)域包括物理、光學(xué)和光學(xué)技術(shù)、電子與信息技術(shù) 等核心基礎(chǔ)知識；光電信息技術(shù)和工程類知識領(lǐng)域包括光電信息技術(shù)、光電儀器原理和光電檢測 技術(shù)、光纖與光通信技術(shù)、光電傳感與系統(tǒng)等知識；光電子技術(shù)類知識領(lǐng)域包括光電子技術(shù)、激光 原理、光電子材料與器件等知識。

四、中央民族大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)有什么特色？

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)

培養(yǎng)目標(biāo)

應(yīng)用物理學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)革命的先導(dǎo)，高科技發(fā)展的各個重點項目均與該專業(yè)有著不可分割的聯(lián)系。中央民族大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)以物理知識在光電材料、器件和系統(tǒng)集成等方面的應(yīng)用為發(fā)展方向，培養(yǎng)具有堅實的數(shù)理基礎(chǔ)，系統(tǒng)掌握物理學(xué)的基本理論和方法，受到科學(xué)思維、實驗技能、技術(shù)開發(fā)及計算機應(yīng)用的綜合訓(xùn)練，掌握系統(tǒng)的材料物理和光電子與信息知識，掌握新型光電材料可控生長的物理理論和新材料應(yīng)用開發(fā)的物理背景，先進材料的制備、性能分析及檢測技術(shù)，掌握先進材料在新型光電器件、光電檢測能源、信息、環(huán)境和生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，掌握計算機在材料科學(xué)與工程中的設(shè)計及數(shù)據(jù)處理方法的高科技科學(xué)技術(shù)人才。

培養(yǎng)特色

應(yīng)用物理學(xué)是中央民族大學(xué)的傳統(tǒng)專業(yè)，經(jīng)過優(yōu)化資源和凝練學(xué)科發(fā)展方向，應(yīng)用物理煥發(fā)出新的生機。瞄準(zhǔn)國家在光電信息及新材料的重大發(fā)展戰(zhàn)略，開展新型光電材料、器件與系統(tǒng)集成的研究，取得了一系列可喜的成果。根據(jù)學(xué)生的興趣，分別對學(xué)生在新材料的物理基礎(chǔ)和光電信息的物理技能經(jīng)行培養(yǎng)。通過系統(tǒng)的物理知識的學(xué)習(xí)和相關(guān)方向技能的培養(yǎng)，使學(xué)生具備在相關(guān)方向獨立工作的能力。應(yīng)用物理專業(yè)擁有普通物理、近代物理、新材料，現(xiàn)代光學(xué)四類實驗室，實驗室面積近2000平方米，各類實驗儀器價值1100多萬元，能夠滿足本專業(yè)的實驗教學(xué)和全校的大學(xué)物理實驗教學(xué)需要。教學(xué)上突出了物理學(xué)在先進材料、物理電子、光電子等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以材料物理學(xué)、物理電子學(xué)、以及光電子技術(shù)相關(guān)知識為主干，使學(xué)生掌握材料物理科學(xué)理論、實驗方法及其計算機設(shè)計開發(fā)能力。

就業(yè)及深造前景

應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生在校期間受到了良好的物理學(xué)方面的專業(yè)訓(xùn)練，可以在實際工作中憑借扎實的理論知識和各種技能去分析和解決新型光電材料、器件與系統(tǒng)集成相關(guān)的實際問題，受到人們的普遍歡迎。近年來畢業(yè)生有近40%的學(xué)生獲得了讀研繼續(xù)深造的機會，進入了北大、清華、北師大、中科院半導(dǎo)體所、中科院物理所等大學(xué)和科研院所。就業(yè)前景比較好，目前已畢業(yè)的學(xué)生多數(shù)留在北京等大城市發(fā)展。

本專業(yè)為理科專業(yè)，學(xué)制4年，修滿學(xué)分后授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位。

以上就是關(guān)于光電材料及其應(yīng)用相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內(nèi)容。

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