發(fā)光材料與顯示技術(shù)課件：1 課程介紹（第一章）

簡介梁玉軍中國地質(zhì)大學(xué)材化學(xué)院2012年2月“發(fā)光材料與顯示技術(shù)”光電子學(xué)光電子學(xué)是指由光學(xué)和電子學(xué)結(jié)合形成的技術(shù)學(xué)科。有時也狹義地指光-電轉(zhuǎn)換器件及其應(yīng)用的領(lǐng)域；光電子學(xué)還包括光電子能譜學(xué)，它利用光電子發(fā)射帶出的信息研究固體內(nèi)部和表面的成分和電子結(jié)構(gòu)。光電子學(xué)及其系統(tǒng)的發(fā)展，依賴于光-電和電-光轉(zhuǎn)換、光學(xué)傳輸、加工處理和存儲等技術(shù)的發(fā)展，其關(guān)鍵是光電子器件。光電子學(xué)的分類信息光電子學(xué)：光通信、光纖傳感、激光技術(shù)與器件、信息顯示、光電成像、集成光學(xué)、微波聲學(xué)、光電子測量與光信息處理、新型敏感材料及傳感器等；能源光電子學(xué)：光電能源轉(zhuǎn)換、傳輸、儲存和利用。

信息光電子是一個比較龐大的體系，它包括信息傳輸，如光纖通信、空間和海底光通信等；信息處理，如計算機光互連、光計算、光交換等；信息獲取，如光學(xué)傳感和遙感、光纖傳感等；信息存儲，如光盤、全息存儲技術(shù)；信息顯示，如大屏幕平板顯示、激光打印等。在信息技術(shù)發(fā)展過程中，電子作信息的載體作出了巨大的貢獻(xiàn)。但它也在速率、容量和空間相容性等方面受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。采用光子作為信息的載體，其響應(yīng)速度可達(dá)到飛秒量級、比電子快三個數(shù)量級以上，加之光子的高度并行處理能力，不存在電磁串?dāng)_和路徑延遲等缺點，使其具有超出電子的信息容量與處理速度的潛力。能源光電子學(xué)能源光電子學(xué)：不同于已受到充分重視的信息光電子，指基于半導(dǎo)體光電子學(xué)，以光電能源轉(zhuǎn)換、傳輸、儲存和利用為研究目標(biāo)的新興學(xué)科。目前能源光電子主要的領(lǐng)域:(1)半導(dǎo)體太陽能(光電轉(zhuǎn)換）(2)半導(dǎo)體照明領(lǐng)域（電光轉(zhuǎn)換）主要關(guān)注點:生產(chǎn)成本與能量轉(zhuǎn)換效率!光電子學(xué)的應(yīng)用（從信息角度）可利用光發(fā)射、放大、調(diào)制、加工處理、存儲、測量、顯示等技術(shù)和元件，構(gòu)成具有特定功能的光電子學(xué)系統(tǒng)。例如，利用光纖通信可以實現(xiàn)迅速和大容量信息傳送的目的。它使原來類似的技術(shù)水平得到大幅度的提高。光電子學(xué)的應(yīng)用（從能源角度）光能轉(zhuǎn)換成電能：有晶態(tài)和非晶態(tài)太陽能電池，小者可用于電子表和電子計算器，大者可制成太陽能電站；電能轉(zhuǎn)換成光能：有以電驅(qū)動的發(fā)光光源，如放電燈、霓虹燈、熒光燈、場致或陰極射線發(fā)光屏、發(fā)光二極管等。光電子器件類別光源（有作為信息載體）輻射探測器控制與處理用元件器件光學(xué)纖維顯示顯像器件光源（有作為信息載體）熱輻射的過程是很難進(jìn)行快速控制的，但可以對它發(fā)出的光束加以調(diào)制、濾波或其他處理，使光束在傳播途中帶上信息。熱輻射以外的發(fā)光光源自然也可以在傳播過程中帶上信息，但更主要的是在發(fā)射過程中就帶上信息。通常，采用低壓即可驅(qū)動的半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光二極管，尤其是高亮度半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器。它們具有反應(yīng)快、易調(diào)制、體積小和光強大等優(yōu)點。激光具有良好的單色性、相干性、方向性和高光強，這些性能有利于光通信和其他應(yīng)用。輻射探測器光-電和光-光轉(zhuǎn)換器：分為利用光電效應(yīng)的和熱效應(yīng)的兩類。①光電效應(yīng)：分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)就是光電子發(fā)射效應(yīng)，利用這種效應(yīng)的器件都是真空電子器件。例如，光電倍增管，其光電陰極能將光信號轉(zhuǎn)換成一維（時間）電子信號,經(jīng)多次次級發(fā)射,電子倍增電極把信號增強后從陽極輸出。這種器件的靈敏度高，甚至可用它組成光子計數(shù)器，用以探測單個光子。利用內(nèi)光電效應(yīng)的器件，都是半導(dǎo)體器件。其主要原理是光電導(dǎo)和光生電動勢兩種效應(yīng)。輻射探測器②熱效應(yīng)：利用熱效應(yīng)的探測器通稱為熱敏型探測器，主要是利用物體因受輻射照射后溫度升高所引起的電阻的改變、溫差電動勢的產(chǎn)生、自發(fā)極化的改變等效應(yīng)來測量輻射功率。這類探測器都用在紅外波段，優(yōu)點是響應(yīng)率與波長無關(guān),在室溫下也能探測長波輻射等,但響應(yīng)時間比光電型探測器長得多?？刂婆c處理用元件器件光的主要特征有強度、光譜、偏振、發(fā)光時間和相干性等。光束在傳播中，則有方向性、發(fā)散或會聚等特征。控制元件的功能在于改變光的這些特征。為了使光束偏轉(zhuǎn)、聚焦和準(zhǔn)直等，常使用反射鏡、透鏡、棱鏡和光束分離器等。反射鏡常使用金屬膜或介質(zhì)膜，后者的反射系數(shù)高并具有選擇性。利用全反射可制成反射鏡，用于倒像、轉(zhuǎn)像、分束和全反射等。為改變光束的其他特征，常用的元件有濾光片、棱鏡、光柵、偏振片、斬光器、受電場控制的電光晶體和液晶等?？刂婆c處理用元件器件電光開關(guān)不僅可以改變光強和偏振，還可控制光通過的持續(xù)時間，是廣泛應(yīng)用的一種器件。其結(jié)構(gòu)是在相互正交的兩塊偏振片之間放進(jìn)一塊雙折射晶體，在晶體上加一電場，則通過晶體的光偏振方向?qū)l(fā)生旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角的大小決定于電場的強度。因此，調(diào)節(jié)電場的強度就可以改變透射光的強度；改變電場的作用時間則可調(diào)制光的持續(xù)時間。利用聲波對光的衍射效應(yīng)，可控制光束的頻率、光強和傳播方向。在接近布喇格衍射的條件下，聲光的相互作用使光束偏轉(zhuǎn)。聲頻改變時，偏轉(zhuǎn)角也相應(yīng)地按比例變化。在衍射效應(yīng)較小時，衍射光的強度與聲波的強度成正比。利用信息調(diào)制聲波的強度，就可以通過這種比例關(guān)系調(diào)制衍射光的強度。這種控制方法已在光的傳播、顯示和信息處理方面得到廣泛應(yīng)用。在光數(shù)字處理系統(tǒng)中，關(guān)鍵是研制光學(xué)晶體管或光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件。已研制出的光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件，大體上可分為兩類：本征型或稱全光學(xué)型和光電混合型。一般地說，這種器件由非線性介質(zhì)、反饋系統(tǒng)和光源三部分組成?？梢园殉錾涔鈴姷母邞B(tài)和低態(tài)，相應(yīng)地視為“開”和“關(guān)”狀態(tài)。光晶體管可進(jìn)行光放大、調(diào)制、限幅和整形，并可構(gòu)成光邏輯門。光存儲器包括光盤和全息超微存儲底片等，可用于光錄像電視和大容量信息存儲，也可用于圖書資料存儲。光學(xué)纖維光纖可將進(jìn)入光纖的光限制在光纖內(nèi)部，按光纖延伸的任意方向傳播。①利用光纖進(jìn)行一維(時間)信息傳輸，可傳送模擬或數(shù)字化脈沖信號。②利用光纖進(jìn)行二維(空間)圖像傳輸。③利用光纖傳輸光能。④光纖傳感器是利用光纖在外場作用下，光傳播特性(強度、相位、偏振)發(fā)生變化并獲取被測量信息的一種光纖系統(tǒng)。⑤梯度光學(xué)元件的折射率，隨離開光軸距離增加而呈拋物曲線下降。它具有自聚焦微透鏡作用，可用于集光或成像。

顯示顯像器件

用于產(chǎn)生光模擬信號、數(shù)字符號和光圖像，分為：真空器件：電子束管、低壓熒光管和白熾燈泡等；非真空器件：發(fā)光二極管、場致發(fā)光屏、等離子體和液晶顯示器件等。除液晶顯示需要環(huán)境照明屬于被動顯示外，其他都可以發(fā)光，屬于主動顯示。

顯示方式

顯示方式有兩種：①用線段組合成需要顯示的數(shù)字、符號或圖案。例如，用七畫拼成各個數(shù)字和符號。計算器、數(shù)字表等所用的發(fā)光二極管或液晶顯示器大都采用這種方式。②在多元列陣中選擇一部分位置合適的單元組成所需的字符或圖案，單元可采用白熾燈、發(fā)光二極管、場致發(fā)光屏和液晶等。

光電子材料與器件技術(shù)對于社會進(jìn)步和整體科技發(fā)展影響巨大，該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展對國民經(jīng)濟、社會發(fā)展與安全以及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展影響深刻，并具有良好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。863計劃相關(guān)主題（一）面向信息獲取、處理、利用的光電子材料與器件技術(shù)；

（二）通信用光電子材料、器件與集成技術(shù)；（三）新型光電子材料及相關(guān)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵設(shè)備和特種光電子器件技術(shù)。

（一）面向信息獲取、處理、利用的光電子材料與器件

1．GaN材料和器件技術(shù)研究目標(biāo)：重點突破用于藍(lán)光激光器襯底的GaN體單晶生長技術(shù)。研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：大面積、高質(zhì)量GaN體單晶生長技術(shù)。21世紀(jì)是半導(dǎo)體固態(tài)照明的新世紀(jì)！LED點亮實物圖LED工作物理模型圖LED應(yīng)用交通標(biāo)志信號汽車照明手機背光照明戶外大屏幕顯示炫麗的奧運開幕式——LED的奇跡2、超高亮度全色顯示材料與器件應(yīng)用技術(shù)

研究目標(biāo)：研究開發(fā)用于場致電子發(fā)射平板顯示器（FED）材料和器件結(jié)構(gòu)，以及超高亮度冷陰極發(fā)光管制作和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

說明：等離子體平板顯示器和高亮度、長壽命有機發(fā)光器件（OLED）和FED的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)將于"平板顯示專項"中考慮。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

超高亮度冷陰極發(fā)光管制作和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù);

2)

研制FED用的、能夠在低電壓下工作的新型冷陰極電子源結(jié)構(gòu)、新型冷陰極電子發(fā)射材料。OLED應(yīng)用2007Sony11英寸XEL-1OLED電視Samsung31寸OLED電視樣品,CES20083、超高密度光存儲材料與器件技術(shù)

研究目標(biāo)：發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超高密度、大容量、高速度光存儲材料和技術(shù)，達(dá)到國際先進(jìn)水平，為發(fā)展超高密度光存儲產(chǎn)業(yè)打下基礎(chǔ)。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

DVD光頭用光源和非球面透鏡等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)；

2)

新型近場光存儲材料和器件。4、光傳感材料與器件技術(shù)

研究目標(biāo)：以特殊環(huán)境應(yīng)用為目的，實現(xiàn)傳感元器件的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)；研究開發(fā)新型光電傳感器。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

光纖光柵溫度、壓力、振動傳感器的產(chǎn)業(yè)化技術(shù);

2)

銻化物半導(dǎo)體材料及室溫?zé)o制冷紅外焦平面探測器技術(shù);

3)

大氣監(jiān)測用高靈敏紅外探測器及其列陣;

4)

基于新概念、新原理的光電探測技術(shù);5、新型有機光電子材料及器件

研究目標(biāo)：研究開發(fā)新型有機半導(dǎo)體材料及其在光顯示等領(lǐng)域的應(yīng)用。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：：

1)

有機非線性光學(xué)材料及其在全光光開關(guān)中的應(yīng)用;

2)

有機半導(dǎo)體薄膜晶體管材料與器件技術(shù)。（二）通信用光電子材料、器件與集成技術(shù)

1、集成光電子芯片和模塊技術(shù)

研究目標(biāo)：突破并掌握用于光電集成(OEIC)、光子集成(PIC)與微光電機械(MOEMS)方面的材料和芯片的關(guān)鍵工藝技術(shù)，以典型器件的研制帶動研究開發(fā)工藝平臺的建設(shè)和完善，探索集成光電子系統(tǒng)設(shè)計和工藝制造協(xié)調(diào)發(fā)展的途徑，促進(jìn)芯片、模塊和組件的產(chǎn)業(yè)化。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

光電集成芯片技術(shù)

(1)速率在2.5Gb/s以上的長波長單片集成光發(fā)射機芯片及模塊關(guān)鍵技術(shù)

(2)高速Si基單片集成光接收機芯片及模塊關(guān)鍵技術(shù)

2)基于平面集成光波導(dǎo)技術(shù)的OADM芯片及模塊關(guān)鍵技術(shù)

3)平面光波導(dǎo)器件的自動化耦合封裝關(guān)鍵技術(shù)

4)基于微光電機械(MOEMS)芯片技術(shù)的8′8以上陣列光開關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

5)光電子芯片與集成系統(tǒng)(IntegratedSystem)的無生產(chǎn)線設(shè)計技術(shù)研究2、通信光電子關(guān)鍵器件技術(shù)

研究目標(biāo)：針對干線高速通信系統(tǒng)和密集波分復(fù)用系統(tǒng)、全光網(wǎng)絡(luò)以及光接入網(wǎng)系統(tǒng)的需要，重點進(jìn)行一批技術(shù)含量高、市場前景廣闊的目標(biāo)產(chǎn)品和單元技術(shù)的研究開發(fā)，迅速促進(jìn)相應(yīng)產(chǎn)品系列的形成和規(guī)?；a(chǎn)，顯著提高我國通信光電子關(guān)鍵器件產(chǎn)業(yè)的綜合競爭能力。研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

(1)

速率在10Gb/s以上的高速光探測器組件(PIN-TIA)目標(biāo)產(chǎn)品和規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，直接調(diào)制DFB-LD目標(biāo)產(chǎn)品和規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，光轉(zhuǎn)發(fā)器(Transponder)目標(biāo)產(chǎn)品和規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)；

(2)40通道、0.8nm間隔EDFA動態(tài)增益均衡關(guān)鍵技術(shù)；

(3)InGaNAs高性能激光器研究；

(4)光波長變換器關(guān)鍵技術(shù)和目標(biāo)產(chǎn)品；

(5)可調(diào)諧激光器目標(biāo)產(chǎn)品；

(6)用于無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)的突發(fā)式光收發(fā)模塊關(guān)鍵技術(shù)和目標(biāo)產(chǎn)品。3、光纖制造新技術(shù)及新型光纖

研究目標(biāo)：研究開發(fā)并掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光纖預(yù)制棒制造技術(shù)；研究開發(fā)新一代通信光纖，推動光纖通信系統(tǒng)在高速、大容量骨干網(wǎng)以及接入網(wǎng)中的應(yīng)用。

研究內(nèi)容和主要指標(biāo)：

1)

光纖預(yù)制棒制造新技術(shù)；

2)新型特種光纖。（三）新型光電子材料及相關(guān)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵設(shè)備和特種光電子器件

1、光電子基礎(chǔ)材料、生長源和關(guān)鍵設(shè)備

研究目標(biāo)：突破新型生長源關(guān)鍵制備技術(shù)，掌握相關(guān)的檢測技術(shù)；突破半導(dǎo)體光電子器件的基礎(chǔ)材料制備技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

高純四氯化硅(4N)的純化技術(shù)和規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)

2)

高純(6N)三甲基銦規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)

3)

可協(xié)變(Compliant)襯底關(guān)鍵技術(shù)

4)

襯底材料制備與加工技術(shù)

重點研究開發(fā)外延用藍(lán)寶石、GaN、SiC等襯底材料的高標(biāo)拋光產(chǎn)業(yè)化技術(shù)（Epi-ready級）；大尺寸（>2"）藍(lán)寶石襯底材料制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。藍(lán)寶石基GaN器件芯片切割技術(shù)。

5)

用于平板顯示的光電子基礎(chǔ)材料與關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)

大面積(對角線>14″)的定向排列碳納米管或納米棒薄膜生長的關(guān)鍵技術(shù);等離子體平板顯示用的新型高效熒光粉的關(guān)鍵技術(shù)。2、人工晶體和全固態(tài)激光器技術(shù)

研究目標(biāo)：研究探索新型人工晶體材料與應(yīng)用技術(shù)，突破人工晶體的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，研制大功率全固態(tài)激光器，解決產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)問題。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

新型深紫外非線性光學(xué)晶體材料和全固態(tài)激光器;

2)

面向光子/聲子應(yīng)用的人工微結(jié)構(gòu)晶體材料與器件;

3)

研究開發(fā)瓦級紅、藍(lán)全固態(tài)激光器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，高損傷閾值光學(xué)鍍膜關(guān)鍵技術(shù)，基于全固態(tài)激光器的全色顯示技術(shù);

4)

研究開發(fā)大功率半導(dǎo)體激光器陣列光纖耦合模塊產(chǎn)業(yè)化技術(shù);

5)

Yb系列激光晶體技術(shù)。體塊單晶生長的重要進(jìn)展ICF用大KDP單晶(ICF-IFE)獨創(chuàng)的四槽流動生長法截面達(dá)400×400mm2滿足神光工程需求體塊單晶生長的重要進(jìn)展激光晶體GGGGGG是適于制作大功率熱容激光器的晶體已研制出直徑達(dá)5英寸的GGG單晶波音公司“激光復(fù)仇者”武器系統(tǒng)成功擊中無人機瞬間畫面3、新型半導(dǎo)體材料與光電子器件技術(shù)

研究目標(biāo)：重點研究自組裝半導(dǎo)體量子點、ZnO晶體和低維量子結(jié)構(gòu)、窄禁帶氮化物等新型半導(dǎo)體材料及光電子器件技術(shù)。

研究內(nèi)容及主要指標(biāo)：

1)

研究ZnO晶體、低維量子結(jié)構(gòu)材料技術(shù)，研制短波長光電子器件(A類)

2)

自組裝量子點激光器技術(shù)(A類)

3)

Ⅲ-Ⅴ族窄禁帶氮化物材料及器件技術(shù)(A類)

4)

光泵浦外腔式面發(fā)射半導(dǎo)體激光器(A類)4、

光電子材料與器件產(chǎn)業(yè)化質(zhì)量控制技術(shù)(A類)

研究目標(biāo)：發(fā)展人工晶體與全固態(tài)激光器、GaN基材料及器件表征評價技術(shù)，解決產(chǎn)業(yè)化質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)。

研究內(nèi)容：重點研究人工晶體與全固態(tài)激光器、GaN基材料及器件質(zhì)量監(jiān)測新方法與新技術(shù)，相關(guān)產(chǎn)品測試條件與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化研究。5、光電子材料與器件的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能預(yù)測研究

研究目標(biāo)：提出光電子新材料、新器件的構(gòu)思，為原始創(chuàng)新提供理論概念與設(shè)計

研究內(nèi)容：針對光電子技術(shù)的發(fā)展需求，結(jié)合本主題的研制任務(wù)，采用建立分析模型、進(jìn)行計算機模擬，在不同尺度（從原子、分子到納米、介觀及宏觀）范圍內(nèi)，闡明材料性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以利性能、結(jié)構(gòu)及工藝的優(yōu)化。解釋材料制備實驗中的新現(xiàn)象和問題，預(yù)測新結(jié)構(gòu)、新性能，預(yù)報新效應(yīng)，以利材料研制的創(chuàng)新。低維量子結(jié)構(gòu)材料新型表征評價技術(shù)和設(shè)備。無機非金屬材料金屬材料高分子材料復(fù)合材料材料的分類光電子材料包括后三種材料光電子材料按結(jié)晶狀態(tài)分類單晶材料多晶材料非晶態(tài)材料準(zhǔn)晶材料單晶材料是由一個比較完整的晶粒構(gòu)成的材料，如單晶纖維、單晶硅；多晶材料是由許多晶粒組成的材料，其性能與晶粒大小、晶界的性質(zhì)有密切的關(guān)系。非晶態(tài)材料是由原子或分子排列無明顯規(guī)律的固體材料，如玻璃、高分子材料。

準(zhǔn)晶材料是指準(zhǔn)周期性晶體材料的簡稱，準(zhǔn)晶仍然是晶體，準(zhǔn)晶中的原子分布有嚴(yán)格的位置序，但位置序無周期性，即沒有周期性平移對稱關(guān)系，在準(zhǔn)晶材料中存在不符合傳統(tǒng)晶體學(xué)的五次、八次、十二次對稱軸。準(zhǔn)晶從結(jié)構(gòu)角度看是一種新的物質(zhì)形態(tài)，但實際上它們僅在特定的材料中形成，是成分范圍較窄的一類化合物。

準(zhǔn)晶材料

準(zhǔn)晶材料具有耐高溫力學(xué)性能、強的摩擦性能、表面抗氧化及不粘特性、彌散強化特性等，而物理性質(zhì)有密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、光傳導(dǎo)特性、磁性能、儲氫特性等等。準(zhǔn)晶室溫下的性能特點與一般金屬間化合物相仿,表現(xiàn)為硬而脆。

準(zhǔn)晶材料具有的一系列性能特點,使其從高技術(shù)領(lǐng)域如應(yīng)用于航空航天器機翼和機身的表面涂層、航空發(fā)動機葉片上的熱障膜以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氧化鋯和鋯釔氧化物,到一般工業(yè)領(lǐng)域如用于輕合金表面涂層等,都具有廣闊的應(yīng)用前景。然而由于準(zhǔn)晶的脆性問題,嚴(yán)重阻礙了它在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用。因此,目前準(zhǔn)晶材料的應(yīng)用仍主要在準(zhǔn)晶薄膜(準(zhǔn)晶涂層)和準(zhǔn)晶復(fù)合材料兩方面。光電子材料按尺寸分類材料按材料的尺寸可分為：零維材料、一維材料、二維材料、三維材料。光子晶體光子晶體光纖周期排列的人工微納結(jié)構(gòu)材料一維二維三維零維材料即超微粒子，通過Sol-gel法、多相沉積或激光等方法，可以制備出亞微米級的陶瓷或金屬粉末，大小1—100nm的超微粒比表面積大（可作為高效催化劑）、比表面能高、熔點低、燒結(jié)溫度下降、擴散速度快、強度高而塑性下降慢、電子態(tài)由連續(xù)能帶變?yōu)椴贿B續(xù)、光吸收也發(fā)生異常現(xiàn)象（可以成為高效微波吸收材料）。

一維材料，如光導(dǎo)纖維由于其信息傳輸量遠(yuǎn)比銅、鉛的同軸電纜大，而且光纖有很強的保密性，所以發(fā)展很快。再比如脆性塊狀材料在變成細(xì)絲后便增加了韌性，可以用來增強其它的塊狀。實用纖維為碳纖維、硼纖維、陶瓷纖維。纖維中強度和剛度最高的要算晶須。

二維材料（薄膜），如金剛石薄膜、高溫超導(dǎo)薄膜、半導(dǎo)體薄膜。由于薄膜的電子所處狀態(tài)和外界環(huán)境的影響，可表現(xiàn)出不同的電子遷移規(guī)律，完成特定的電學(xué)、光學(xué)或電子學(xué)功能，如成為絕緣體、鐵電體、導(dǎo)體或半導(dǎo)體等，從而有可能作為光學(xué)薄膜用于非線性光學(xué)、光開關(guān)、放大或調(diào)幅、敏感與傳感元件，用于顯示或探測器，用于環(huán)保或表面改性的保護膜。三維材料即塊狀材料。

幾種不同尺寸材料ABCD

光電子材料(粉末）的合成方法：

固相反應(yīng)固相反應(yīng)是固體粉末間（多相成分）在低于熔化溫度下的化學(xué)反應(yīng)，它是由參與反應(yīng)的離子或分子經(jīng)過熱擴散而生成新的固溶體。固相反應(yīng)與溫度密切相關(guān)。

定性分析粉料愈細(xì)反應(yīng)速度愈快；粉末間接觸面積越大越好；降低激活能，增進(jìn)原料的活性；升高溫度較之延長反應(yīng)時間更有效；少量熔點較低的物質(zhì)加入反應(yīng)物中，可起類似于熔劑的作用，促使其它原料的固相反應(yīng)加速進(jìn)行。沉淀法基本原理：在包含一種或多種陽離子的可溶性溶液中，加入沉淀劑（如OH–,CO32-

等）后；或是在一定條件下由溶液內(nèi)部均勻緩慢地產(chǎn)生沉淀；或在一定條件下使鹽類從溶液中析出，生成不溶性的氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽或有機酸鹽等類沉淀，并將溶劑和溶液中原有陰離子洗去，沉淀經(jīng)熱分解或脫水即得所需產(chǎn)品。問題：當(dāng)組分之間的沉淀產(chǎn)生的濃度及沉淀速度存在差異時，溶液原始的原