光電科學與技術的前景精選(九篇)
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第1篇：光電科學與技術的前景范文
生產制造行業的機械構造較為復雜，通常由多個部分組成，具體有發動機以及曲柄連接、啟動和專向等。技術人員若想使機械運行的工作效率得到顯著提升，一定要致力于采取行之有效方法改善機械性能，并使設備的重量得以適度降低，使設備運轉的效率的到有效提高。通常在生產制造過程中，鋼材是大多機械產品的主要材料。如今，類似的生產方式已經逐漸顯露出頹勢。若技術人員想使設備的工作效率得到顯著提升，首要的一點，就是改變生產機構。此外，器械生產的主材料也要適當改變。目前，非金屬的高分子合成材料或者合金材料在器械生產中應用最廣泛，此處所說的合金材料，主要是指強度大，重量小者。一旦器械主體的重量減輕，機械運轉的效率就會有相應程度的提高，并使資源的利用效率以及機械的工作效率均得到有效提高。
2機電技術發展的基本特征
20世紀60年代，機電技術誕生之后，眾多問世不久的生產制造技術慢慢應用到生產和生活的諸多領域，致使相關產業的變革得以更好地開展。雖然機電技術在我國的發展應用歷史并不長，但在世界范圍內，其對于促進機械生產的發展以及提高人類生產力有著非常重要的現實意義。于機械工程領域，計算機技術以及微電子技術已經得到廣泛應用，并被應用到機械制造工業中，乃至形成了先進的機電技術。在這種情況下，機械產業逐漸發生了顛覆性的變革，無論是技術機構，還是產品功能、構成，以及產品的生產、管理都產生了較大的變化。鑒于此，工業化生產進入了一個嶄新的階段，其從機械電氣時代逐漸過渡到以機電技術為主要模式的時代。
3機電技術應用的發展前景分析
3.1智能化的機電技術應用前景分析
近年來，隨著信息技術和計算機技術日新月異的發展，機電系統的智能化水平也得到顯著提升。在這種情況下，機電技術產品的全息性越發顯著。智能化信息處理系統對于機電系統非常重要，技術人員可以據此更好地對系統中的相關信息進行處理。對于此類智能系統，軟件技術以及芯片技術是其中最重要的部分。在機電技術中，智能化系統的有效應用能夠使層次結構的復雜性得到顯著提升，同時，系統的兼容程度也會有很大程度的提高。簡言之，對于機電技術的發展，智能化技術非常重要，其可以看作是機電技術發展的必然趨勢。
3.2光電技術的應用前景分析
光電技術的應用對于機電技術有著非常重要的價值和意義，其可以使機電技術中的傳感以及動力系統得到顯著改善。此外，光電技術還可以有效提高機電系統中的信息處理能力，且有利于機電產品的研發。可以說，光電技術的應用前景十分廣泛。
3.3微型化的機電技術應用前景分析
目前階段，在生產以及制造半導體產品的過程中，蝕刻技術受到很多專業人士的推崇，通過該項技術，相關技術人員已經在實驗室研制出亞微米級的器械元件。若該項技術能夠應用在實際產品中，可以為技術人員區分機械系統的部分裝置以及控制器提供極大便利。同時，機械與電子可以更好地結合在一起，且傳感器以及機體等裝置也可被有效整合在一起。在這種情況下，設備的體積會減小，重量也會有所減輕，且可以有效組合成自律原件。可以說，以上是機電技術的一種重要發展趨勢。
3.4仿生化的機電技術應用前景分析
綜合目前的行業狀況以及各項因素，不難看出，以后機電技術系統的裝置會越發依賴信息。系統的智能化以及自動化程度不斷提高已經是一個不爭的事實，與此同時，其對于信息的依賴度也會有相應提高。如果系統結構呈現出靜態狀，裝置的穩定性會較差；反之，若系統裝置呈現出動態狀，則裝置的穩定性會比較強。以上狀況與生物習性有一定相似性，這表明生物系統化會成為機電技術的相關產品的一項重要發展趨勢。目前，該項系統還有待于研究和探索，使系統的仿生效果得以真正實現還需要更多的時間。
3.5環保化的機電技術應用前景分析
現階段，隨著工業的不斷發展，人們對生活質量以及人均收入水平都得到了顯著提高。與此同時，資源也在遞減，且很多資源具有不可再生的特質。此外，較為粗放的管理模式也為我們賴以生存的環境帶來負面影響，使環境污染問題日益嚴重。為此，國家相關部門應對環境保護引起足夠的重視，廣大群眾也要樹立環境保護的意識，在生產和生活中秉持可持續發展的理念，以此使我國的綜合實力得到顯著提升。在此基礎上，機電技術可以更好地發展，在使工業生產領域產生一定經濟效益的同時，可以最大限度的降低污染，對于環境起到一定的保護效果。為更好地實現這一點，相關人員要采取行之有效的對策，致力于科學技術的革新，并對污染物進行回收和有效處理，積極為機電技術的應用探索出可再生的新能源。
4結束語
第2篇：光電科學與技術的前景范文
關鍵詞 光電子技術；發展態勢；應用實踐；信息技術
中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0005-02
光電子技術學科涉及了光學、電子學、光電子學、計算機等技術理論，是一種由多學科相互交叉并滲透形成的一項技術。光電子技術是將光子學為研究核心，電子學為研究支撐的新型技術，兼容了電子技術，而且還具有微電子技術不能相比的優越性，有了更廣闊的應用領域和發展空間。21世紀是一個光電子共同作用的時代，光電子技術的高效發展有利于促進世界相關技術的融合、滲透，有利于各科學技術之間相互作用，更好的為社會經濟發展做貢獻。
1 光電子技術概述
光電子技術更加確切的應該稱為光電子信息技術，實現光能與電能的轉換是它的核心內容，是指利用光子激發電子或者電子躍遷來產生光子物理現象所提供的一種技術方法。光電子技術是信息技術中一個重要的硬件設備，加大了把全世界計算機進行聯系的可能性，也給和衛星或外星聯系組成網絡提供了希望，是因特網的支柱技術。光電子技術從20世紀60年代產生以來，在眾多高新技術發展中它的發展最為迅速，在我國的眾多領域內均已被應用、推廣。
隨著社會經濟的快速發展，時代的信息容量不斷增加，反映出了信息發展的高容量性以及高速度性在電子學與微電子學技術發展上的局限，而光的高頻率與高速度的信息處理特點逐漸在信息技術發展中取得突破性的發展，將信息的探測、傳輸、顯示、運算、儲存和處理都使用光子與電子技術相結合來參與完成，確定了光電子技術在信息領域的地位。
2 光電子技術的發展態勢與應用實踐
1）在傳統領域中，光電子技術的發展與應用。光電子技術對改造我國傳統產業技術和發展新興技術產業都有積極作用，對產業結構優化也有促進作用。光電子技術具有準確、快速、精密、高效等優勢，能夠有效的提高產業的加工水平，增加產業的競爭力和附加值。以激光加工技術為例分析，激光加工技術通常應用在我國重點發展領域，飛機、航天、汽車、通信等領域，其生產特點有加工效率高、速度快、變形小、質量高、易控制，有助于實現自動化生產。能夠很大程度的降低生產成本，提高產品的質量，對提高國際競爭力也有重要的積極作用。
2）現代能源結構中，光電子技術的發展與應用。在美國、日本等眾多國家都制定了光伏技術的長久發展計劃。各國將提高光電池轉換效率與穩定性為技術開發方向，逐漸降低產品的生產成本，提高產業效率，擴大產業發展。目前在世界范圍內，商業化和半商業化的生產模式已經有80多個國家和地區形成，增長值已經達到16%，市場的開拓也從空間開拓轉向了地面的系統應用，甚至在驅動交通工具的領域也逐漸被應用。據相關報道，在世界發展中，對太陽能住宅的建造投資已經達到了600億美元，光電子技術在建造太陽能住宅中主要是將用光伏技術制作的光電池作為住宅屋頂、墻面、窗戶等建材，隨著經濟和技術的發展，這種新型能源的應用規模也在不斷擴大，相關人員分析到2016年，在太陽能住宅的投資規模會擴大一倍，投資將達1300億
美元。
太陽能光伏技術的應用形成了一種新型能源，太陽能光纖技術發電系統主要是利用太陽電池半導體材料的一種光纖效應，主要是將太陽光輻射能轉化為電能的新型的一種發電系統。因世界經濟的快速發展，能源出現供不應求現象，經濟發展與能源短缺之間的矛盾越來越嚴重，于是世界各國逐漸的將發展目標統一轉向了光伏發電，制定了長期的光伏技術發展計劃。光電子技術為光伏發電創造了高性能的材料與電子元件，很大程度的提高了光能的轉化率。光電子技術的不斷發展擴大了光伏發電的應用范圍，上到航天器，下到家用電器，大到兆瓦級電站，小到兒童玩具，都充滿著光伏電源，21世紀注定了是光伏技術的發展時代。
3）軍事領域中，光電子技術的發展與應用。光電子技術的獨特優勢可以應用在毀滅性武器、精密制導、監測、瞄準、頻譜分析等技術領域。光電子技術能夠提高國防的反應能力和準確攻擊的能力，為軍事領域提供又準又快的信息。光電子技術目前已經成為了軍事領域發展的主流技術，逐漸成為了國防軍事現代化的發展支柱。
在軍事領域，光電子技術的發展主要體現在兩個方面：①激光聚變的應用。激光聚變是一種未來能源，它有巨大的軍用價值，它能夠模仿氫彈爆炸的過程，代替了成本高、危險性大的空中或地下核試驗，有效解決了改進核武器的性能的難題。到目前為止，激光致盲武器已經逐漸裝備到部隊，艦載與機載激光反導器也已經走出了實驗室；②電光技術目前已經發展成為了軍方的核心技術。隨著世界光電子技術的快速發展，美國國防防務水平也呈遞增的形勢發展，美國平均每年用在防務光電技術開發上的費用就能達到50億美元。
4）在硅材料中，光電子技術的發展與應用。把硅當材料制造的光電子元器件稱為硅光電子學，這是一門新興技術，具有很大的發展前景。用硅晶體當作材料制造的光電二極管有量子效率高、響應快、噪聲低、體積小、動態工作范圍大、壽命長等優勢，通常被應用在微弱、快速光信號探測等方面。硅光電子學技術的應用能夠給世界帶來更先進的數字設備，在性能方面能得到前所未有的突破，硅光電子學是未來發展的重點。
5）在尖端科學技術領域中，光電子的發展與應用。光電子技術對科學技術的發展有積極作用，光電子技術所涉及到的科學領域都是未來發展的尖端科技，如兆兆紀元，這是1996年由惠普公司提出的，是為了滿足人類在信息時代的不斷增加的新需求，是人們想要在10到15年內實現的一個夢想。具體兆兆紀元技術在傳輸技術上，每秒兆兆位千線，運用遠程的傳輸網絡；處理技術上，每秒運算萬億次計算；存儲技術上，有兆兆字節的數據庫，有數兆兆字節的盤片驅動和數千兆位的記憶芯片。光纖傳輸的容量、光處理的能力和光儲存的密度都在快速提高，光電子技術的發展態勢能夠充分實現這個夢想，
再如HIV免疫系統的檢測技術。相關人員已經使用光學生物醫學儀器在研究艾滋病病毒上取得了巨大成果，有利于研制出能夠有效抵抗艾滋病病毒的新藥。在尖端的生物學實驗室中應用光學探測，比如研究定量衍生的DNA與定量化的聚合酶鏈反應PCR，對人類抵抗HIV病毒有非常重要的作用。
3 結束語
光電子技術在這個信息化時代的作用越來越重要，現如今，光電子學的應用已經發展到了經濟、軍事、科技與社會發展的各個領域，信息的傳輸、探測、運算、顯示、處理與存儲等都需要光子技術與電子技術共同參與完成。在世界范圍內，光電子技術現已被確定為是未來經濟發展的制高點，是未來經濟建設中推動傳統產業的技術改造工程、結構優化和新產的發展的關鍵力量，所以各國要加強對光電子技術的研究，推動光電子技術在各個領域中的應用范圍，促進世界經濟現代化的發展
進程。
第3篇：光電科學與技術的前景范文
關鍵詞：自動封口包裝機；光感傳感器；使用；維護
隨著我國食品安全認證腳步的不斷推進，我國食品企業正面臨著有一次的機遇與挑戰。食品安全認證要求食品生產企業在食品生產以及包裝過程中積極應用自動化設備來保障食品生產過程對于質量的控制，減少生產過程的污染，提高食品質量安全。包裝作為食品生產過程中的重要環節，其有效的質量控制對于企業的生存與發展有著重要的意義。自動封口包裝機是食品生產中的重要設備，其主要依靠光感傳感器來實現包裝過程的自動化。自動封口包裝的應用一方面提高了企業生產能力，另一方面也對企業生產過程的質量控制起到了極大的促進作用。
1.自動封口包裝機基礎分析
食品企業廣泛應用的自動封口包裝主要是進行粉劑分裝、顆粒分裝、塊狀食品分裝等。其一般由物料儲存部分、計量組件、光感傳感器、裁刀、熱封組件等部分組成。其中光感傳感器作為整個系統是否同步的關鍵，其安裝、調試、使用與維護對于食品包裝的效率以及質量都有重要的影響。食品企業常用的自動封口光感系統主要是光電控制結合的系統，在一個包裝袋內自動定位，對準光標，減少人工調節，提高包裝材料使用率，同時具有測速功能，數碼顯示包裝速度，并可以在設定數量包裝后自動停機。食品用光感包裝系統要求光感傳感器與制袋系統同步，制袋精度高，誤差小。
2.自動封口光電控制系統的設計
自動封口包裝設備是通過光感傳感器來實現光標定位，然后通過光控系統對包裝系統進行同步控制，以此完成自動封口包裝。用來實現定位控制的光電技術可提供一種用固定標志點結合線性或旋轉運動部件來實現簡單可重復運動的方法。它利用了與一對光電管并聯工作的一個功率運放的快速響應時間。由此實現的一種元件數量很少的系統，能在明確規定的工作環境下，具有很高的可靠性、準確性以及可重復性。
2.1自動封口光感傳感器應用的基本原理
在自動包裝過程中，由于商標印刷誤差，薄膜變形不一，牽引輥打滑，送紙，拉紙，中封，橫封各部分速度的差異，橫封切斷位置可能偏離規定部位，甚至因誤差積累而切到商標圖案上。為此，先進的包裝機都配有光電跟蹤自動控制系統，以控制封切位置使之保持正確，保證每次都在定位標記確定的位置處封接切斷，不致于封切到圖案上。這就是光感傳感器在自動封口控制系統的主要應用。隨著食品安全認證的深入，食品企業對于包裝設備的要求越來越高，光電控制技術也必須跟上機械發展的要求進行合理的設計與開發。
其基本原理是利用光電系統測定目標的位置，然后根據光電傳感器所測位置進行包裝袋的步進、封口、切割。該系統主要由發射部分、光電探測器，信號處理電路，A/D轉換器和單片機、計算機顯示器組成，然后通過熱封、切割、包裝袋步進系統等共同完成自動包裝。
2.2自動封口包裝設備光感傳感器控制系統的設計
自動封口包裝設備的光發射電路主要由光源驅動器、光源（主要是半導體光源，包括LED（發光二極管），LD（激光二極管）等）、光功率自動控制電路等部分組成。，用脈沖發射電路來驅動激光器，為了使半導體激光器克服供電電源波動、器件老化等因素的影響，確保激光器輸出功率穩定，還必須有自動功率控制電路。接收部分主要由四象限光電探測器組成，四象限光電探測器是把4個性能完全相同的光電二極管按照直角坐標要求排列而成的光電探測器件，目標光信號經光學系統后在四象限光電探測器上成像，然后通過信號放大，傳送至單片機，經過單品機的分析后，將同步信號傳送至包裝控制的各個組件，完成自動封口包裝的全過程。
3.關于光感傳感器自動包裝機械發展前景展望
隨著科學技術的發展及市場競爭的加劇，各食品生產企業以及自動包裝使用企業對于機械的要求也越來越高。要求新機械在自動包裝時可以提高生產效率，以滿貨期和降低工藝流通成本的需要，對一些產品，還要求包裝機械和生產機械相銜接。要求設備生產廠家可以在設備出現故障時能夠進行遠程診斷服務。另外還要求噪聲要小、包裝過程精度高、廢棄物要少。針對這樣的情況，自動化包裝設計廠家正在根據客戶的需求，不斷進行創新與設計，通過將更加先進的光感傳感器、光電控制技術等的應用來提高自動包裝的效率與精準度。
未來食品包裝過程中工藝流程自動化程度將會越來越高，幾年前，自動化技術還只占包裝機械設計的30%，現在已占50%以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高，一是為了提高生產率；二是為了提高設備的柔性和靈活性；三是因為包裝機械需要完成的動作復雜，多采用機械手來完成。光感傳感器的發展也為自動包裝機的發展提供的更加廣闊的空間。新的光感控制系統在完成傳統定位的工作職能外，還加強了對材質及厚度的高分辨能力以及對包裝上印刷質量缺陷的甄別，在包裝過程中，包裝材料的厚度、材質變化以及印刷質量問題不易為人眼所辨別，所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現已發展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。當前機器在加工的轉速是不能變的，今后應根據分辨后材料的變化改變轉速，控制在最優化狀態下工作，并且實現自動清理，自動消毒和自動清潔，自動剔除印刷不合格包材，減少因包材不合格出現的殘次品。
結論
光感傳感器的應用為自動包裝設備開辟了一個全新的發展空間。加上計算機技術的不斷應用，未來自動包裝設備將是集成了更多計算機技術以及光電控制技術的現代化包裝機械。而計算機仿真設計技術的應用，為自動化機械的設計與發展提供了便利的條件，將各種機器元素以數據庫存入計算機，把圖紙數字化后輸入計算機，計算機即可自動合成為三維模型，并根據生產要求將實際生產數據錄入，進行模擬運行。科技的發展在自動包裝機械行業得到了充分的體現，也為光電控制提供了良好的發揮平臺。由光感傳感器作為核心的計算機控制自動化包裝機械將成為包裝機械發展的主要方向。
參考文獻
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第4篇：光電科學與技術的前景范文
【關鍵詞】電子信息技術 內涵 應用方向 問題 發展方向
一、電子信息技術的內涵
信息，指音訊和消息，也指通信系統傳輸和處理的對象，泛指人類社會傳播的一切內容，我們也可以將其科學化地概述為對客觀世界中各種食物的運動狀態和變化的反映，是客觀事物之間相互聯系、相互作用的表征，表現的是客觀事物運動狀態和變化的實質內容。
電子信息技術，一般來說主要是指采用電子學的方法與手段來研究信息科學與技術，概括而言，就是說電子信息技術是研究信息的獲取、傳輸、儲存于利用等方面的內容。電子信息技術包括傳感技術、通信技術以及計算機技術和信號處理技術等許多內容，電子信息產業則包括通信設備制造業、軟件業以及信息服務業等多方面的產業。信息技術的發展對國民經濟水平的提高、國家的經濟建設都具有重要的意義。
二、電子信息技術的應用方向
當前隨著我國經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，我國在電子信息技術方面的研究也日益增多，尤其是近些年來隨著我國計算機技術的普及和信息技術的快速發展，再加上人們對于信息的需求日益加大，電子信息技術的應用范圍也日益拓寬。當前我國電子信息技術的應用主要有以下幾個特點：
（一）智能化與自動化
在當前科技和社會背景下，電子信息智能化和自動化是其重要特點。這就是指通過現代網絡信息技術來適當地模擬人類的相關思維活動和感覺行為，并對其搜集的信息進行分析和處理。通過電子信息技術的智能化與自動化能夠節省獲取信息的時間，更加高效便捷地獲得所需要的信息，并能夠對信息進行甄別，同時電子信息技術的智能化與自動化還能夠保護信息的安全，是當前電子信息技術的重要應用方向。
（二）數字化與網絡化
數字化與網絡化是當前社會發展的重要方向，對于電子信息技術來說也不例外，通過在網絡開發的過程中運用數字化的技術，在這一網絡數字結構的基礎上，再對一些高端科技，如光纖通信、無線通信技術進行整合運用，就形成了數字網絡化的電子信息技術。這種信息技術能夠加快電子信息技術的發展水平并進一步提升其發展的層次與水平。同時，在電子信息技術的數字化與網絡化能夠大大提升信息的保存水平，無論是在數量上還是在時間上，而且安全性比普通的電子信息技術要高，是當前一種比較理想的電子信息技術發展方向。
（三）高效化與快捷化
高效化與快捷化是當前電子信息技術發展的一個重要方向。通過使用計算機網絡對信息進行采集和處理，能夠更加快捷地實現信息的整合和利用。電子信息技術一方面能夠節約大量的人力和物力，另一方面能夠節約時間實現信心的利用，這就實現了電子信息技術的高效化和快捷化。
三、當前我國電子信息技術存在的問題
（一）技術力量薄弱
雖然經過多年的發展我國的科學技術取得了很大的進步，但是在當前電子信息技術發展的過程中技術力量薄弱、技術人才不足仍然是制約其進一步發展的重要因素。主要是因為當前我國培養的人才主要以單一型為主，所掌握的知識和技術比較單一，不能滿足當前電子信息技術發展對于復合型人才的需求，導致具有多種知識和能力的高端電子信息技術人才在市場上比較短缺，制約了當前電子信息技術的發展。
（二）發展環境不健康
發展環境不健康是制約我國點在信息技術發展的又一重要因素。這主要體現在當前我國市場的混亂上，我國電子信息產品市場上假冒偽劣產品盛行，產權意識不強，知識產權侵權行為也非常普遍，這種市場環境導致電子信息產品的發展缺乏刺激，沒有動力，不利于電子信息技術的發展。
（三）產業機構不合理
當前我國電子信息技術的發展具有非常好的前景，市場也非常廣闊，但是當前我國電子信息技術產業結構不合理，因此在發展的過程中產業結構對其造成了相當大的阻礙，制約了我國電子計算機信息技術的發展。
四、未來我國電子信息技術發展的方向
未來電子信息技術發展的方向主要有以下三個：首先，系統集成技術是一個重要的發展方向。系統集成電路的制造技術是電子信息技術發展中的重要構成環節，是電子信息硬件產品中的核心，集成電路的應用范圍非常廣闊，從計算機的CPU到IC卡的應用，都離不開集成電路。集成電路是當前微電子技術的時展特征，芯片面積越來越大，集成度越來越高，而尺寸卻越來越小，這是一個重要的發展方向。
其次，光電子技術是未來信息技術發展的核心方向。科學家認為，現代信息技術即將進入光子學的新階段，光電子技術在本世紀將會得到飛躍的發展，光子作為信息和能量的載體，在電子信息技術的發展中具有很大的優勢和發展前景。
再次，電子信息技術將朝向多媒體、智能化的方向發展，當前海量存儲技術的發展以及語音、手寫、數字圖像交互技術的日益成熟，都體現了這一發展方向；同時，電子通信技術的個性化、綜合化也是一個重要的發展方向。
電子信息技術是科技發展和社會進步的產物，反過來又刺激了科技的發展和社會的發展。當前我國的電子信息技術發展還面對著諸如技術、發展環境、產業結構等多種問題，但是我們必須要看到電子信息技術的發展有光明而遠大的前景，當前的電子信息技術將朝著智能化玉自動化，數字化與網絡化，高效化與快捷化著幾個方向發展，所以我們應該加強對電子信息技術的應用以及對其發展方向的了解，更好地促進其為社會進步服務。
參考文獻：
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第5篇：光電科學與技術的前景范文
中國科學院半導體研究所“寬帶微波信號產生與傳輸的光子技術”項目摘得2016年中國光學工程學會科技創新獎一等獎的桂冠。消息一出，人們在關注和熱議這項創新成果的同時，對于其背后的科研團隊，也是好奇心泛濫。
據了解，完成這項科研成果的牽頭單位，是中科院半導體研究所微波光電子團隊，由祝寧華研究員組建于1998年，是集成光電子學國家聯合重點實驗室和中國科學院固態光信息技術實驗室的重要組成部分，目前有核心成員16人，在讀博士和碩士研究生30余人，主要致力于光電子技術相關領域的研究。
可以說，這是一支碩果累累的研究團隊――至今為止，他們研制的高速激光器、高速探測器、窄線寬激光器等系列產品在中國電科集團、航天集團等50余家大型知名企業成功應用，好評連連；他們在高速模擬直調激光器的研究上已經達到了國際領先水平；他們出版了3部專著，發表了200余篇高質量學術論文，僅獲得的國家授權發明專利就有近百項。
也可以說，這是一支低調的科研隊伍――在有點事兒就要“上熱搜”、“上頭條”的今天，他們瞄準國家重大任務需求，專注探索前沿基礎科學和高新技術。就連這次獲獎，除了象征性地發了通稿之外，媒體上就再沒見關于他們的過多描述。
這種“猶抱琵琶半遮面”的神秘感，更是增加了人們的好奇和猜測，他們為什么如此低調？他們究竟在研究什么？
瞄準行業缺口
事實上，微波光電子團隊的研究對象―微波光電子技術、高速光電子技術―并不像人們想象的那樣神秘，嚴格來說都屬于光電子技術的交叉方向，目前在很多領域都有廣泛應用。而這種交叉融合的方式，也是近年來光電子技術的發展趨勢。
光電子技術，確切地應該稱為信息光電子技術，是光子技術和電子技術結合而成的高新技術，涉及光顯示、光儲存、激光等領域，是未來信息產業的核心技術，也是我國的先導產業，在國防工業、能源、汽車、信息技術等產業的發展中發揮著戰略性的作用。
1998年，受中科院“百人計劃”感召，祝寧華舉家從德國回到中國，并在中科院半導體所組建微波光電子研究團隊。此后近20年，這支隊伍在祝寧華的帶領下，逐漸成為我國光電子技術領域的代表性研究團隊之一，并在高速半導體激光器等光電子器件及應用研究領域不斷取得創新突破，有效提高了我國光電子器件及應用技術的發展水平。
最為稱道的成績之一，是他們提出了高速光電子器件動態特性精確測試方法。祝寧華表示，芯片高頻特性的精確測試，一直是困擾業界的老大難問題之一。“因為光電子芯片的尺寸非常小，長度僅有200～300微米，波導寬度僅有2～6微米，這使得芯片與測試夾具尺度之間相差了數百倍，并且芯片與測試儀器本身還存在嚴重的阻抗失配（激光器3～8歐，探測器和調制器數百歐），所以在原來的技術水平下，要想實現精確測試難度非常大。”
微波光電子團隊在祝寧華帶領下，針對這一難題開展研究攻關，有效解決了微波矢量網絡分析儀校準中的相位不確定性、校準方程相關性、頻率限制等關鍵問題。這一突破讓扣除測試儀器和夾具的影響變為可能，為獲得較為準確的高頻特性參數奠定了基礎。
據悉，光電子器件高頻響應測試主要分為兩類―采用微波網絡分析儀測量器件在某一驅動信號幅度和不同頻率下的響應特性，以及采用誤碼分析儀測量器件在不同驅動信號幅度和某一速率時的響應特性。
據祝寧華介紹，一直以來，業界都沒有能適用于不同頻率和不同驅動幅度下響應特性的測試方法和分析模型。意識到這一需求缺口，微波光電子團隊在前期所獲突破的基礎上繼續展開研究，首次提出了激光器動態P-I特性曲線/曲面的概念，并給出了相應的測試方法。一系列測試證明，采用該方法商用儀器能夠獲得器件特性的直觀描述，從理論上解決了工作參數優選的問題，為獲得最佳高頻響應特性提供了技術保證。
大膽決策創新
正所謂“蛇無頭而不行，鳥無翅而不飛”，每個隊伍都有其靈魂人物，并且作為隊伍的核心，其實力也極其重要。對于微波光電子團隊來說，這個人無疑是祝寧華，他專注科研、淡泊名利的精神一直感染著團隊里的每一個人。
在從事高速光電子學理論、器件及系統研究的30多年里，祝寧華修正了光電子器件的模場理論，建立了器件優化設計分析模型，提出了一系列測試和封裝設計方法，組織了光電子領域發展戰略規劃的研究和實施，為我國光電子學的發展作出了重要貢獻。
多年來，微波光電子團隊之所以能夠頻頻在光電子研究領域取得創新和突破，一定程度上與祝寧華這個帶頭人多次敢為人先的大膽決策息息相關，封裝技術的創新就是一個很好的例子。
封裝技術，是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術，也可以是指半導體集成電路芯片用的外殼，發揮著安放、固定、密封、保護芯片和增強導熱性能的作用，同時也是溝通芯片內部與外部的橋梁―芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件建立連接。因此，對于很多集成電路產品而言，封裝技術是非常關鍵的一環。
TO封裝是激光器比較常用的一種成本較低的封裝技術，一直以來業界普遍認為，這項技術只適合封裝低速率半導體激光器。祝寧華卻不這么認為，他向863專家組提出了研制高速TO激光器的大膽建議。
隨后，他帶領團隊展開攻關，提出了一種光電子芯片本征動態特性參數提取方法，可以扣除芯片電極和封裝所引入寄生參數的影響。同時，他們還提出了封裝設計潛在帶寬分析的概念，據此發展了封裝寄生參數影響的綜合評估技術，為芯片及模塊的優化設計提供了有效手段。
這些創新的設計思路后來被微波光電子團隊成功應用于激光器、探測器和調制器的封裝設計中，研制出10Gb/s和40Gb/s數字通信激光器模塊，并與華為、中興、光迅、海信等公司合作，開發了一系列高速光收發模塊，近五年累計創造了近20億元的新增銷售。
與此同時，祝寧華長期從事高速激光器的理論和實驗研究，在意識到這一光電子器件的發展前景時，他在我國率先提出了研究高速激光器的建議，并從1998年開始，先后主持研制了2.5GHz、10GHz、18GHz高速激光器相關項目，使我國在該領域的技術水平從起步到跟蹤發展再到國際領先，為我國多個重大型號任務中核心元器件的自主可控做出了貢獻，相關成果獲2013年度國家技術發明二等獎。他將這些研究整理成《光電子器件微波封裝和測試》、《光纖光學前沿》等專著并出版，為我國光電子器件產業的發展提供了指導和借鑒。
超前布局規劃
多年來，微波光電子團隊都能夠在激烈競爭中搶占先機，對所處行業未來的發展趨勢進行預判，并提早部署研究計劃。這已經成為他們的制勝法寶。最具代表性的，就是他們對光電子發展趨勢的預判。
眾所周知，全球已經步入信息經濟時代，信息產業成為了許多國家的支柱產業。而光電子技術的發展在很大程度上決定著信息產業的發展水平。祝寧華介紹說，高速光電子器件在光通信系統的各個層次都有重要應用，如高速光傳輸、大容量光交換、寬帶光接入和微波光子技術等，是實現高速光信息生產、傳輸、放大、探測、處理等功能的器件，是寬帶通信網絡的核心，而激光器則是光通信系統的“心臟”。
祝寧華很早之前就曾指出，隨著光網絡和光通信技術向大容量、低功耗和智能化方向發展，為實現更高速、更寬帶光通信傳輸系統，光電子集成將會成為高速光電子器件的發展趨勢之一，同時也是突破速率和能耗兩大制約光通信技術未來發展瓶頸的有效途徑，而高速激光器的研制也會成為行業焦點。
意識到這一發展方向的重要性，2009年左右，祝寧華組織實施了“信息光電子學”系列研討會，以及863計劃和基金委“十二五”、“十三五”光電子領域發展戰略規劃研究，促成了多個863主題項目和國家基金委重大項目的立項，積極推動了高速光電子集成芯片的發展。
不僅如此，祝寧華還帶領微波光電子團隊針對高速光電子集成器件在國內率先開展深入探索研究，取得了突破性進展。他們提出了光電子集成芯片陣列三維封裝技術，解決了光電子集成芯片封裝過程中面臨的微波阻抗嚴重失配、模場失配和串擾等難題。美國光學學會刊物OPN以《中國光子集成》為題對微波光電子團隊的相關研究進展做了大篇幅封面報道，進一步提升了我國在這一前沿領域的國際影響。
成績證明實力
在過去的近20年，祝寧華帶領的這支隊伍在高速光電子器件領域的研究中，為我國實現了一個又一個創新突破，但他們卻很少對外提及。對他們來說，科研需要沉浸其中，而他們有限的時間只夠用來投入研究，再無暇顧及其他。所以這些年，這支隊伍證明自己實力的方式“簡單”、“粗暴”―不斷創新、不斷突破，不斷刷新成果記錄：
他們在光通信和光網絡的核心器件高速光波導調制器的研制方面，采用保角變換法和點匹配法，很好地解決了以有限元為代表的常用數值計算法難以精確描述光調制器電極邊緣效應的難題，確保了光波和微波傳輸特性測試分析的精確度，為器件設計和制備提供了有效保證。
他們首次將變分理論用于光波導傳輸特性分析，有效解決了采用數值分析法進行優化設計時面臨的異常困難，建立了光波導基膜和高階模場分布的解析表達式，并在此基礎上獲得了導模數目和模式傳播常數等參數，在不同結構的光波導分析中成功應用，相關成果榮獲中國科學院自然科學三等獎。業內評價稱：“該方法表達式簡單、參數確定方便、精確度高，為完善光波導理論體系作出了重要貢獻。”
他們創新性地提出基于頻率分束法的光外差技術，將光譜結構分析從光域轉到電域，解決了傳統Michelson干涉儀光譜分析法存在的光束發散、透鏡振動等限制問題，將光譜分辨率由105提高到了1017。借助這一方法，他們研究了光波列（構成光譜的基本單元）的線寬和長度，以及時間和頻率分布規律，建立了半導體激光器超精細光譜結構模型。同時，基于該理論，他們還提出了非對稱耦合腔的單片集成激光器機構，能夠將線寬壓榨到35KHz以下，比常規DFB激光器小了2個量級。航天五院測試后確認其滿足航天定標要求，意味著我國在該類核心器件的研發上實現了自主可控。
他們還大膽提出頻率相干性概念，完善了波長不同的兩束光相干性描述，明確雙光束拍頻產生微波信號的頻譜線寬取決于光束相干性，與光束本身光譜線寬無關，以及兩個單片集成激光器的輸出光也具有頻率相干性，并首次實現了基于微波光子技術的單片集成窄線寬微波源芯片，具有體積小、調諧范圍大、不需要微諧振器等特點。
這種可調諧激光器在5微秒內實現了DC～40GHz的快速掃頻，與傳統電子學微波源技術相比，大大拓寬了頻帶快讀，掃頻速率提高了3個量級。這一突出成果一經發表，便立刻獲得了UrekAlert和總參某部的高度關注，認為該方法為實現高效電子對抗裝置及系統提供了可能。
…………
在科研上，這支隊伍的表現其實很高調―提出大膽建議的是他們，提前判斷發展趨勢的是他們，打破國外禁運限制的也是他們，這些華麗的成果是他們非凡實力的最佳佐證。低調，只是為了屏蔽一切干擾和雜念，心無旁騖地沉浸在科研的世界中。
對于光電子技術的未來，祝寧華表示，光電子技術發展至今，已經對國家的發展產生了重要影響，大到軍工、航天、國防等領域，小到家用電器的信號傳遞、燈光照明等。全球光電子技術產業的市場規模已超1萬億美元，我國的光電子技術產品市場也始終保持著兩位數的高速增長，市場可觀、潛力巨大。
第6篇：光電科學與技術的前景范文
【關鍵詞】太陽能；冰箱；研究；應用前景
在當前情況下，我國很多產品大多是由以煤、油等不可再生資源為開發對象的電力生產，隨著自然環境的惡化，資源的匱乏，這就要求我們不斷的開發和利用新的資源，以減小對一些常規能源的依賴。對于冰箱來說，由于其使用的特殊性，每年都要耗費大量的電力，從而消耗大量的能源。實現太陽能的技術開發和研究應用，對于冰箱產業的建設和發展來說具有重要的意義。開發和利用太陽能冰箱，可以有效的減少對資源的消耗，同時也減少了對自然環境的污染，它是一種高節能、綠色環保的項目，所以必須大力加強對其的研究和開發，以便更好的服務于大眾。
1 太陽能冰箱發展的現狀分析
隨著科學技術的快速發展，人們已經開始加強了對太陽能冰箱的研究和開發，其中重要的一點就是開發了太陽能制冷技術，這是太陽能開發的一個重要組成部分。對于冰箱的技術來說，制冷系統是一大關鍵，針對這一問題，人們對太陽能制冷技術進行了大量的研究和分析，其中研究了兩種主要的制冷方式，一種是太陽能光電制冷技術，另一種就是太陽能光熱制冷技術。對于光電制冷技術來說，它主要依靠的就是太陽能的發電，進而進行光電轉換和太陽能電池來驅動電冰箱的壓縮制冷系統。而對于太陽能光熱制冷技術來說，其主要的研究的就是太陽能吸收式制冷以及吸附式制冷、噴射式制冷等。
對于這些制冷技術來說，都是在太陽能技術開發和研究的基礎上進行的，同時也具有各自的優勢和缺點。對于光電制冷技術來說，其成本相對低廉，而對于光熱制冷技術來說，其發展的時間較長，技術也相對比較成熟。總之，在當前的冰箱系統開發和研究過程中，太陽能資源已經成為人們關注重要資源，并且結合相關的需要展開了大量的研究和分析工作，力求更好的實現應用，以促進相關產業的發展。
2 太陽能冰箱技術的研究應用問題探討
通過上面的太陽能冰箱技術研究現狀分析，我們對于太陽能冰箱技術也有了一個基本的了解，其中一些主要的制冷技術也是當前太陽能冰箱技術發展的重要組成，下面筆者就將對這幾種太陽能冰箱制冷技術展開詳細的分析和研究。
2.1 太陽能光電制冷冰箱的技術研究。對于太陽能光電制冷技術冰箱的發展來說，在當前情況下主要有兩種，一種是太陽能光伏冰箱，另外一種就是太陽能半導體冰箱。對于太陽能光伏冰箱技術來說，它的產生和發展是在普通的壓縮式冰箱技術基礎之上研究開發的，一般主要是由太陽能電池以及相應的控制器和蓄電池組成。在這項技術發展的過程中起主要作用的就是太陽能蓄電池的利用，這是該技術的關鍵。與此同時這項技術也具有廣泛的應用基礎，在一些實踐的檢驗當中，在把傳統的冰箱進行改進成為光伏太陽能系統之后，冰箱的運轉是處于正常狀態的。
對于太陽能半導體冰箱來說，相關的研究人員也進行了大量的研究，在這個過程中相關的專家也設計出了太陽能電池驅動半導體冰箱的基本結構，進而建立起了太陽能電池驅動的半導體冰箱相關理論基礎和模型，這對于太陽能半導體冰箱的發展來說意義重大。
2.2 太陽能吸附式制冷冰箱技術的研究和分析。對于太陽能吸附式制冷技術的研究來說，我國從本世紀的90年代就已經開始，但是在這個研究的過程中由于一些技術上制約，當前仍處于實驗研究階段。該項制冷技術對于太陽能冰箱的發展來說將具有重要意義，在這個研究的過程中，由于需要制取的溫度較高，并且受到太陽能時間上的約束，導致其發展的相對緩慢。
對此，相關的研究和管理人員加強了研究和分析，從各個方面進行了實驗和探討。其中包括系統循環的機理、吸附式制冷工質對的選擇以及冰箱性能等，通過對這些關鍵技術的分析和研究，也取得了相應的研究成果。其中一些專家還按照生產與使用的相關要求研制出了太陽能吸附式冰箱，同時進行了性能的測試，發現系統的運轉也相對穩定。而在太陽能吸附式冰箱的研究過程中，需要把握一個關鍵的要點，那就是對于吸附式工質對的選擇，這是一項相對重要的技術研究項目，在這方面需要保證相關的吸附裝置吸收量大、周期短，而其在吸附之后也不能出現結塊或者是膨脹的現象。
2.3 對于太陽能冰箱的技術研究和應用來說，重點就是要做好太陽能發電裝置的研究和應用，在這個過程中需要研究的關鍵問題就是太陽能電池的蓄電以及放電技術，在這方面太陽能冰箱的效率還不是太高，而需要的成本卻相對較高，要做好這方面的技術應用還要克服一些難題，對此筆者進行了相關的總結和分析：
2.3.1 高效太陽能的集熱器技術研究。對于太陽能冰箱技術的發展來說，集熱器是一項重要的轉化裝置，通過該裝置我們能夠實現太陽能的高效利用。因此，它對于太陽能冰箱的發展和應用來說尤為關鍵，其應用的效率以及成本價格直接的關系到了冰箱的實際應用以及經濟性。所以，在這個過程中一定要加強對集熱器的研究和開發，而其重點就是要做好表面吸收土層材料的研究和開發，例如我們可以研究出一些對于太陽輻射具有超強光譜吸收比的土層材料，進而來加強對太陽能的吸收和轉化。這對于太陽能冰箱技術的發展來說至關重要，必須加強研究和應用。
2.3.2 高效太陽能蓄能技術。對于太陽能技術的發展來說，其一般會受到外界自然條件的影響，尤其是在白天或者是黑夜，如何保證其工作狀況是進行太陽能冰箱應用需要克服的問題。那么，我們就需要平衡其工作狀態，加強對太陽能蓄能技術的研究和探討。也就是說在進行太陽能冰箱技術研究的過程中，要做好相應的蓄能系統設計和規劃，從而保證其正常的運轉。
3 太陽能冰箱技術的應用前景分析
對于電冰箱的發展來說，傳統的冰箱在其應用的過程中大量的消耗了常規能源，加劇了資源的負載壓力，同時也間接的造成了對環境的污染。在新的形勢下，加強新能源以及清潔能源的開發和利用越來越受到人們的關注，并且已成為未來發展的大趨勢，因此在這個過程中太陽能冰箱的研究和應用是具有廣闊前景的。
但是，在當前的情況下，對于太陽能冰箱的技術研究和應用來說，還具有一系列的難題和制約。雖然太陽能技術具有低能耗、清潔的特征，但是在實際的應用過程中，由于運轉效率較低而成本較高，這樣成了其發展和應用過程中的重要制約因素；并且對于當前的城市居民區來說，由于受到建筑規劃設計的影響，太陽能冰箱的集熱器安裝也是一大難題；與此同時在當前的太陽能冰箱制冷系統中，其系統的運轉效率和循環系統還不夠完善。這些都是需要進一步研究的重點問題。
對于未來太陽能冰箱的發展來說，需要不斷的進行技術突破和理念革新。傳統的冰箱大量的依賴電力資源進行驅動，并且已經有了相對完善的發展。作為新型的能源產品來說，要達到高效、節能、省電的目標，就更要加強對其應用技術的基礎研究，不斷的實現創新，從而克服相關的應用難題。對于太陽能冰箱技術的研究和發展來說，它是整個冰箱產業未來發展的趨勢所在，我們一定要加大研究步伐，從而帶動冰箱產業的技術創新和產品的升級換代，最終實現高效、節能的發展目標，實現其社會效益和經濟效益。
參考文獻：
第7篇：光電科學與技術的前景范文
【關鍵詞】電子信息技術；應用；特征
0.前言
現代社會快速發展下，電子信息技術手段逐步成為各行業領域之中的一大應用主體，怎樣更加科學有效的應用該技術手段，激發其核心潛能價值，為現代社會市場經濟建設服務，則變成了當前我們應重點關注的問題。
1.電子信息技術重要內涵
電子信息技術主要是通過電子技術實現信息資源的獲取、傳輸、應用以及處置。具體來講，電子信息技術涵蓋傳感技術、通信應用、計算機網絡以及信號處理技術等。當前，電子信息技術漸漸滲透到了生產制造通信設備、計算機系統設備以及微電子元器件、音頻視頻設備、信息設備、軟件工具、信息服務行業、網絡建設等眾多產業之中，并漸漸獲取了各大行業的認可以及重視。
2.電子信息技術應用包含的問題
電子信息技術應用階段中，雖然取得了顯著的成效，然而卻始終包含一定的不足問題。首先，電子信息技術總體力量較為薄弱。無論在人力資源或是技術力量上均存在一定的不足，此問題恰恰變成對我國電子信息技術快速發展的主要制約因素。雖然，我國一些高校在培養電子信息技術專業人才上下大力氣、投入了較多精力，并取得了令人可喜的成績。然而高等院校培養的技術人才多停留在單一型層面，他們所從事的電子信息技術研究領域也較為單一，因此呈現出了我國復合型人才技術力量薄弱的問題。另外，該類電子信息技術人才水平有限，致使行業嚴重缺乏高端水平的電子信息技術人才。這類狀況在較大層面影響限定了我國電子信息技術快速、健康運行發展。
從環境條件上來講，由于資源匱乏，因此也對電子信息技術形成了負面影響。引發該現象的主體成因在于，一些假冒偽劣、質量較差的電子信息產品充斥著行業市場，一些不法分子知法犯法，對知識產權成果進行侵權的問題、產品盜版走私、非法販賣、企業單位互相之間的不良競爭等，均使行業發展陷入了惡性循環。令我國電子信息技術在世界領域、國際市場之中的核心競爭力不良降低，同時還縮減了電子信息技術在我國的建設發展核心潛力。因此，我們應主力為電子信息技術手段的應用開創優質的發展環境，方能全面激發信息技術人才最大化發揮技能水平，全面推進電子信息技術市場的良性循環以及持續發展。
當前，在我國建設的電子信息技術有關產業機構存在一定的不合理性。這在一定層面使得我國生產的電子信息技術產品同世界先進水平相比，存在較大的差距。雖然，我國建設電子信息技術產業具有較好的發展前景，然而由于產業機構的不科學，影響了電子信息技術在我國的高速更新與升級。僅有積極突破以往產業機構的規劃設置，依照我國電子信息技術手段的內在特征以及發展狀況，創建形成更加完備合理的電子信息產業機構，方能全面推進該行業的穩定、持續與健康發展。
3.電子信息技術應用特征
作為計算機系統發展應用的主要特征，電子信息技術逐步在網絡環境下實現了更廣泛的應用。例如，智能集約化應用。可以這樣說，智能化始終為計算機系統發展建設進程中的核心方向。計算機職能需要利用科學研究而實現，通過現代化網絡技術手段可對人們從事的思維活動、有關感覺行為做合理適度的模擬，并就有關信息進行集約化的處理、綜合性的邏輯分析。再者，電子信息技術的應用體現了網絡數字化特征。現代社會持續廣泛的應用計算機系統技術過程中，網絡漸漸變成了計算機以及信息技術全面融合的產物，計算機因其高清晰度、高優質性的數字處理手段，透過網絡運行，完成信息資源的交流傳輸、互動以及共享應用，進而實現了網絡數字化發展的最終目標。
高效便捷性是電子信息技術的又一應用特征，事實上，計算機網絡技術手段最突出的特點便是高效便捷。在匯總集成各類重要信息資源的同時，借助計算機電子信息技術手段，可令各類管理任務均快速、優質、簡便的完成。
4.電子信息技術應用發展
4.1集成化應用發展
電子信息技術建設發展階段中，系統集成電路生產制造手段為核心部分，其作為硬件產品的重要環節，應用范疇日益擴充，涉及到計算機CPU、IC卡等領域。事實上，集成電路技術成為了我國研究開發高科技成果的一個典型代表，即便在世界經濟領域均發揮了至關重要的作用。同時，系統集成電路技術產品芯片隨著面積的增長，其集成度漸漸提升，而尺寸則變得更小，系統功能更加完備。因此，在未來的發展進程中，系統集成電路將向著細微化以及硅片大直徑的方向繼續發展延伸。
4.2光電子技術應用發展
電子信息技術由以往的光電子以及電子學階段逐步向著光電子技術快速發展。同時，后者漸漸衍生出來兩類學科，即能量光子以及信息光子學科。依照市場建設發展以及自身具備的規律特征，上述兩類學科實現了更大的進步與更新，并漸漸向著創建現代化光電子信息領域以及光電子交叉領域的方向繼續發展，其規模之大、速度之快我們無不為之感嘆。
5.結語
總之，伴隨我國現代科學技術的快速發展，電子信息技術正漸漸壯大。通過實踐足以證明，電子信息技術手段同總體科技水平密切相關。因此我們只有明確電子信息技術內涵、實踐應用特征，清晰其主體應用方向、實踐發展中存在的問題，并明確未來的應用發展趨勢，方能更好的為電子信息技術機構建設、行業發展打下堅實的基礎，營造完善的環境，提供充分的資源保障，令其更好的為百姓群眾、現代社會服務，凸顯核心優勢，進而實現可持續的全面發展。 [科]
【參考文獻】
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[2]楊清林.淺談電子信息技術的發展趨勢[J].電子制作，2013（19）.
第8篇：光電科學與技術的前景范文
【關鍵字】電子信息科學技術發展
一、電子信息技術發展現狀
就目前的發展來看，由于電子信息技術的發展和普及，其應用越來越廣泛的被應用在不同行業中，電子信息技術的應用領域已從過去的發展方向轉變到金融行業中，甚至蔓延到其他領域。就金融行業的發展來看，很多紙幣開始轉變成電子貨幣的交易形式，信息技術的進步和發展已不是某個國家的問題，是全球性的，對電子信息技術的發展有推動作用。
二、電子信息技術的應用
1、信息通信網絡領域的應用。在信息網絡通信領域里，電子信息技術一般是通過信息網絡里的數據進行傳遞，然后采取一系列的技術來設計數據傳遞終端設備。信息網絡通信領域的作用是促進信息的傳遞，信息網絡一般需要通過網絡來進行支持。操作和運行的時候，通訊網絡里很多都是借助電子設備來對信息進行一定的傳遞。2、“互聯網＋”領域的應用。如今的社會，網絡已經普及，不管是工作和學習，都需要利用網絡。如果沒有網絡，社會的發展將會非常滯后。當前這個“互聯網+”的時代，也屬于互聯網+各行各業的布局。也就是說，不管哪個行業和領域，都必須要以互聯網為依托，借助電子設備和相關的技術，來實現行業的進步和發展。可以這樣說，“互聯網+”的現狀使得傳統行業的限制得到了突破，也使得更多的行業和領域都得到了一定的進步和發展。也因此，其對于行業的保護是非常有利的。3、醫療電子設備領域的應用。近年來，醫療行業的發展有顯著的提升，關鍵在于采用了電子信息科學這一高新技術，這個技術無論是對治療、管理上都有很大作用;首先在治療上，電子信息科學與技術不僅可以勘察手術進展情況，還可以記錄全過程，還有很多相關方面的醫療設備都采用了電子信息技術；在管理層面上，電子信息技術也在醫院廣泛使用，很多醫院都開設了電子病例.便于儲存。4、汽車電子領域的應用。在其他領域當中，電子信息技術的應用都是為了對信息進行搜集和處理。但是在汽車電子領域當中，其最重要的技術是借助電子信息技術來對汽車的發電機來實施智能化的控制和操作。汽車電子信息系統里有很多的網絡傳感結構，比如溫度傳感器、壓力傳感器。所有的網絡傳感器都需要借助發動機的電子控制單元提供發動機相應的數據，再借助一定的處理來獲得相應的結果。此外，還有中央噴射器等一系列的部件，其可以完成不同的指令。這就是汽車領域里的電子信息技術的應用，其促使汽車變得更加先進、智能。
三、電子科技在未來的發展
1、光電技術將成為發展重點。隨著光電子學和電子學的技術提升，光電子技術開始成為電子信息技術的發展主力，就未來的發展模式看來，3D技術將會成為電子信息技術應用顯示領域的主要方式，隨著3D技術的綜合性運用，其對軟性顯示器等類型設備的設計和出現起到促進作用，3D技術的出現能顯著提升人們的工作效率。近年來，LED技術的應用范圍不斷擴大，該技術的有效運用關系到了電子信息技術的領域創新，也實現了低碳環保設計的理念，由此可見，LED技術顯著改善了人們的生活方式和生活體驗，給人們帶來更多新鮮體驗，發展前景必定是光明的。2、網絡信息技術更發達。互聯網與電子信息科學技術的關系十分密切，他們不但彼此相互依存，而且還彼此促進對方的發展，現階段，我國互聯網的運用范圍正不斷擴大，電子信息科學技術實現互聯網化，可以在一定程度上擴大國際之間電子信息科學技術交流的范圍，加深電子信息科學技術交流的深度，打破電子信息科學技術交流在地域條件方面的限制;除此之外，電子信息科學技術實現網絡化，在網絡中就可以進行資金與技術的優化配置，降低了電子信息科學技術的交易成本;總而言之，電子信息科學技術發展網絡化是我國在面臨互聯網時代的必然發展趨勢，我國電子信息科學技術人員應該盡最大的努力對會聯網體系進行構建以及健全，使互聯網與電子信息科學技術之間推動作用更強。3、通信技術不斷壯大。通信技術的出現也是電子信息技術發展的成果，通信技術將會是電子信息工程未來發展的主要方向，就通信技術全面發展的當下來看，通信技術中包含了諸多的衛星通信傳播技術、數字化無線技術和有限技術的綜合運用，最出名且發展良好的一個案例是中國移動通信技術的發展，當前人類社會已經離不開通信設備的支撐，因此深入研究和分析通信技術將會一直延續。
四、結語
綜上所述，為了使我國的電子信息科學技術得到更好的發展，我國電子信息科學技術人員應該順應世界未來的發展趨勢，努力創新，勇敢面對并克服電子信息技術中存在的問題，為我國電子信息科學技術發展創造良好的氛圍。
參考文獻
[1]郗旺達.電子信息技術及其應用[J].電子技術與軟件工程，2017（03）：126.
[2]張壽玲.電子信息科學技術的未來發展芻議[J].科技展望，2016（29）：5
第9篇：光電科學與技術的前景范文
關鍵詞半導體材料量子線量子點材料光子晶體
1半導體材料的戰略地位
上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展并逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，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，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。
2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢
2.1硅材料
從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發展的總趨勢。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實現大規模工業生產，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術正處在由實驗室向工業生產轉變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產線已經投入生產，300mm，0.13μm工藝生產線也將在2003年完成評估。18英寸重達414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實驗室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。
從進一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成為硅材料發展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smartcut）和SIMOX材料等也發展很快。目前，直徑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開發中。
理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應對現有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統集成芯片技術等來提高ULSI的集成度、運算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計算和DNA生物計算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導體材料研發的重點。
2.2GaAs和InP單晶材料
GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨特的優勢。
目前，世界GaAs單晶的總年產量已超過200噸，其中以低位錯密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導電GaAs襯底材料為主；近年來，為滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發展很快。美國莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產線。InP具有比GaAs更優越的高頻性能，發展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關鍵技術尚未完全突破，價格居高不下。
GaAs和InP單晶的發展趨勢是：
（1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產，預計本世紀初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業應用。
（2）。提高材料的電學和光學微區均勻性。
（3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯。
（4）。GaAs和InP單晶的VGF生長技術發展很快，很有可能成為主流技術。
2.3半導體超晶格、量子阱材料
半導體超薄層微結構材料是基于先進生長技術（MBE，MOCVD）的新一代人工構造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設計思想，出現了“電學和光學特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態量子器件的基礎材料。
（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基晶格匹配和應變補償材料體系已發展得相當成熟，已成功地用來制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質結雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達500GHz，HEMT邏輯電路研制也發展很快。基于上述材料體系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發光二極管和紅光激光器以及大功率半導體量子阱激光器已商品化；表面光發射器件和光雙穩器件等也已達到或接近達到實用化水平。目前，研制高質量的1.5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅動電路所需的低維結構材料是解決光纖通信瓶頸問題的關鍵，在實驗室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實驗。另外，用于制造準連續兆瓦級大功率激光陣列的高質量量子阱材料也受到人們的重視。
雖然常規量子阱結構端面發射激光器是目前光電子領域占統治地位的有源器件，但由于其有源區極薄（～0.01μm）端面光電災變損傷，大電流電熱燒毀和光束質量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區量子級聯耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研制成功980nmInGaAs帶間量子級聯激光器，輸出功率達5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報道了單個激光器準連續輸出功率超過10瓦好結果。最近，我國的科研工作者又提出并開展了多有源區縱向光耦合垂直腔面發射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質量的新型激光器，在未來光通信、光互聯與光電信息處理方面有著良好的應用前景。
為克服PN結半導體激光器的能隙對激光器波長范圍的限制，1994年美國貝爾實驗室發明了基于量子阱內子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯激光器，突破了半導體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯激光器（QCLs）發明以來，Bell實驗室等的科學家，在過去的7年多的時間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進展。2001年瑞士Neuchatel大學的科學家采用雙聲子共振和三量子阱有源區結構使波長為9.1μm的QCLs的工作溫度高達312K，連續輸出功率3mW.量子級聯激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調制器和無線光學連接等方面顯示出重要的應用前景。中科院上海微系統和信息技術研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子級聯激光器；中科院半導體研究所于2000年又研制成功3.7μm室溫準連續應變補償量子級聯激光器，使我國成為能研制這類高質量激光器材料為數不多的幾個國家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結構材料發展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產型的MBE和M0CVD設備已研制成功并投入使用，每臺年生產能力可高達3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的PicogigaMBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產型MBE和MOCVD設備的成熟與應用，必然促進襯底材料設備和材料評價技術的發展。
（2）硅基應變異質結構材料。
硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發光效率就成為一個亟待解決的問題。雖經多年研究，但進展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結構，Ge／Si量子點和量子點超晶格材料，Si／SiC量子點材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發光器件和有關納米硅的受激放大現象的報道，使人們看到了一線希望。
另一方面，GeSi／Si應變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止頻率已達200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。
盡管GaAs／Si和InP／Si是實現光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數等不同造成的高密度失配位錯而導致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進展。
2.4一維量子線、零維量子點半導體微結構材料
基于量子尺寸效應、量子干涉效應，量子隧穿效應和庫侖阻效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎。它的發展與應用，極有可能觸發新的技術革命。
目前低維半導體材料生長與制備主要集中在幾個比較成熟的材料體系上，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，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進展。俄羅斯約飛技術物理所MBE小組，柏林的俄德聯合研制小組和中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續輸出功率高達3.6～4W.特別應當指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點激光器的有源區材料結構中引入應力緩解層，抑制了缺陷和位錯的產生，提高了量子點激光器的工作壽命，室溫下連續輸出功率為1W時工作壽命超過5000小時，這是大功率激光器的一個關鍵參數，至今未見國外報道。
在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進展，1994年日本NTT就研制成功溝道長度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國又報道了可在室溫工作的單電子開關器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工藝技術實現了128Mb的單電子存貯器原型樣機的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應用方面邁出的關鍵一步。目前，基于量子點的自適應網絡計算機，單光子源和應用于量子計算的量子比特的構建等方面的研究也正在進行中。
與半導體超晶格和量子點結構的生長制備相比，高度有序的半導體量子線的制備技術難度較大。中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組，在繼利用MBE技術和SK生長模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結構的基礎上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準（垂直或斜對準）的物理起因和生長控制進行了研究，取得了較大進展。
王中林教授領導的喬治亞理工大學的材料科學與工程系和化學與生物化學系的研究小組，基于無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發技術，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現出高純、結構均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長度可達數毫米。這種半導體氧化物納米帶是一個理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運現象和基于它的功能器件制造。香港城市大學李述湯教授和瑞典隆德大學固體物理系納米中心的LarsSamuelson教授領導的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導體量子線超晶格結構的生長制各方面也取得了重要進展。
低維半導體結構制備的方法很多，主要有：微結構材料生長和精細加工工藝相結合的方法，應變自組裝量子線、量子點材料生長技術，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術，單原子操縱和加工技術，納米結構的輻照制備技術，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學方法制備量子點和量子線的技術等。目前發展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結構的應變自組裝可控生長技術，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結構。
2.5寬帶隙半導體材料
寬帶隙半導體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍、綠光發光二極管（LED）和紫、藍、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應用方面也顯示了廣泛的應用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍綠光發光材料的研究熱點。目前，GaN基藍綠光發光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0.5W.在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達140GHz，fT=67GHz，跨導為260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發展很快。此外，256×256GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業有限公司2000年宣稱，他們采用熱力學方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍光激光器和GaN基電子器件的發展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因為它們在長波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應用前景。
以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進展，2英寸的4H和6HSiC單晶與外延片，以及3英寸的4HSiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍綠光LED業已上市，并參于與以藍寶石為襯低的GaN基發光器件的竟爭。其他SiC相關高溫器件的研制也取得了長足的進步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價格昂貴。
II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點而得到迅速發展。1991年3M公司利用MBE技術率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導體激光（材料）器件研制的。經過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發展和應用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區材料的完整性，特別是要降低由非化學配比導致的點缺陷密度和進一步降低失配位錯和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向實用化前必須要解決的問題。
寬帶隙半導體異質結構材料往往也是典型的大失配異質結構材料，所謂大失配
異質結構材料是指晶格常數、熱膨脹系數或晶體的對稱性等物理參數有較大差異的材料體系，如GaN／藍寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發界面處大量位錯和缺陷的產生，極大地影響著微結構材料的光電性能及其器件應用。如何避免和消除這一負面影響，是目前材料制備中的一個迫切要解決的關鍵科學問題。這個問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開辟新的應用領域。
目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍光LED材料和器件已有商品出售外，大多數高溫半導體材料仍處在實驗室研制階段，不少影響這類材料發展的關鍵問題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機理等仍是制約這些材料實用化的關鍵問題，國內外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶體
光子晶體是一種人工微結構材料，介電常數周期的被調制在與工作波長相比擬的尺度，來自結構單元的散射波的多重干涉形成一個光子帶隙，與半導體材料的電子能隙相似，并可用類似于固態晶體中的能帶論來描述三維周期介電結構中光波的傳播，相應光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質量微腔激光器開辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結合脈沖激光蒸發方法，即先用脈沖激光蒸發制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進展，但三維光子晶體的研究，仍是一個具有挑戰性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來制造三維光子晶體，取得了進展。
4量子比特構建與材料
隨著微電子技術的發展，計算機芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。為此，發展基于全新原理和結構的功能強大的計算機是21世紀人類面臨的巨大挑戰之一。1994年Shor基于量子態疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。
所謂量子計算機是應用量子力學原理進行計的裝置，理論上講它比傳統計算機有更快的運算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計算機理想極限。實現量子比特構造和量子計算機的設想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個實現大規模量子計算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實現其邏輯運算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計算機要工作在mK的低溫下。
這種量子計算機的最終實現依賴于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術的發展。除此之外，為了避免雜質對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅里摻入規則的磷原子陣列等是實現量子計算的關鍵。量子態在傳輸，處理和存儲過程中可能因環境的耦合（干擾），而從量子疊加態演化成經典的混合態，即所謂失去相干，特別是在大規模計算中能否始終保持量子態間的相干是量子計算機走向實用化前所必需克服的難題。
5發展我國半導體材料的幾點建議
鑒于我國目前的工業基礎，國力和半導體材料的發展水平，提出以下發展建議供參考。
5.1硅單晶和外延材料硅材料作為微電子技術的主導地位
至少到本世紀中葉都不會改變，至今國內各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴進口。目前國內雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產6英寸的硅外延片，然而都未形成穩定的批量生產能力，更談不上規模生產。建議國家集中人力和財力，首先開展8英寸硅單晶實用化和6英寸硅外延片研究開發，在“十五”的后期，爭取做到8英寸集成電路生產線用硅單晶材料的國產化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規模生產能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應及時布點研制。另外，硅多晶材料生產基地及其相配套的高純石英、氣體和化學試劑等也必需同時給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術的落后局面，進入世界發達國家之林。超級秘書網
5.2GaAs及其有關化合物半導體單晶材料發展建議
GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現在拉晶和晶片加工設備落后，沒有形成生產能力。相信在國家各部委的統一組織、領導下，并爭取企業介入，建立我國自己的研究、開發和生產聯合體，取各家之長，分工協作，到2010年趕上世界先進水平是可能的。要達到上述目的，到“十五”末應形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產能力，以滿足我國不斷發展的微電子和光電子工業的需術。到2010年，應當實現4英寸GaAs生產線的國產化，并具有滿足6英寸線的供片能力。
5.3發展超晶格、量子阱和一維、零維半導體微結構材料的建議
（1）超晶格、量子阱材料從目前我國國力和我們已有的基礎出發，應以三基色（超高亮度紅、綠和藍光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強MBE和MOCVD兩個基地的建設，引進必要的適合批量生產的工業型MBE和MOCVD設備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基藍綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實用化研究是當務之急，爭取在“十五”末，能滿足國內2、3和4英寸GaAs生產線所需要的異質結材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結構材料的生產能力。達到本世紀初的國際水平。
寬帶隙高溫半導體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應擇優布點，分別做好研究與開發工作。
（2）一維和零維半導體材料的發展設想。基于低維半導體微結構材料的固態納米量子器件，目前雖然仍處在預研階段，但極其重要，極有可能觸發微電子、光電子技術新的革命。低維量子器件的制造依賴于低維結構材料生長和納米加工技術的進步，而納米結構材料的質量又很大程度上取決于生長和制備技術的水平。因而，集中人力、物力建設我國自己的納米科學與技術研究發展中心就成為了成敗的關鍵。具體目標是，“十五”末，在半導體量子線、量子點材料制備，量子器件研制和系統集成等若干個重要研究方向接近當時的國際先進水平；2010年在有實用化前景的量子點激光器，量子共振隧穿器件和單電子器件及其集成等研發方面，達到國際先進水平，并在國際該領域占有一席之地。可以預料，它的實施必將極大地增強我國的經濟和國防實力。
