時間:2023-11-12 14:56:31
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇半導體材料發展前景,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
1 對現階段我國電子科學技術發展進程向前推進的過程中所使用到的半導體材料進行分析
1.1 元素類半導體材料在我國電子科學技術發展初級階段得到了較為廣泛的應用
作為出現最早并且得到了最為廣泛的應用的第一代半導體材料,鍺、硅是其中典型性相對來說比較強的元素半導體材料,第一代半導體材料硅因為存儲量相對來說比較大、工藝也相對來說比較成熟,成為了現階段我國所生產出來的半導體設備中得到了最為廣泛的應用,鍺元素是發現時間最早的一種半導體材料。在我國電子科學技術發展初級階段因其本身所具有的活潑,容易和半導體設備中所需要使用到的介電材料發生氧化還原反應從而形成GEO,使半導體設備的性能受到一定程度的影響,致使人們在使用半導體設備的過程中出現各個層面相關問題的幾率是相對來說比較高的,并且鍺這種元素的產量相對于硅元素來說是比較少的,因此在我國電子科學技術發展初級階段對鍺這種半導體材料的研究力度是相對來說比較小的。但是在上個世紀八十年代的時候,鍺這種半導體材料在紅外光學領域得到了較為廣泛的應用,并且發展速度是相對來說比較快的,在此之后,GE這種半導體材料在太陽能電池這個領域中也得到了較為廣泛的應用。
1.2 對現階段我國電子科學技術發展進程向前推進的過程中所使用到大化合物半導體材料進行分析
現階段我國電子科學技術發展進程向前推進的過程中所使用到的化合物半導體一般情況下是可以分為第III和第V族化合物(例如在那個時期半導體設備中所經常使用到的半導體材料GaAs Gap以及石墨烯等等),第II和第VI族化合物(例如在半導體設備中所經常使用到的硫化鎘以及硫化鋅等等)、經過了一定程度的氧化反應后的化合物(Mn、Cu等相關元素經過了一定程度的氧化反應后形成的化合物)。在上文中所敘述的一些材料一般情況下都是屬于固態晶體半導體材料所包含的范疇之內的,現階段我國電子科學技術發展進程向前推進的過程中研發出來的有機半導體與玻璃半導體等非晶體狀態的材料也逐漸成為了半導體設備中所經常使用到的一種材料。
2 對現階段我國電子科學技術發展進程向前推進的過程中半導體材料使用階段發生變化的進行分析
在現階段我國半導體設備中所經常使用到的半導體材料硅遵循著摩爾定律所提出的要求發展進程不斷的向前推進,現階段我國半導體設備中所使用到的硅的集成度已經逐漸接近了極限范圍,現階段我國所研發出來的晶體管逐步向著10nm甚至7nm的特征尺寸逼近。但是因為硅材料本身在禁帶寬度、空穴遷移率等各個方面存在一定程度的問題,難以滿足現階段我國科學技術發展進程向前推進的過程中對半導體材料所提出的要求,在10nm這個節點范圍之中,GE/SIGE材料或許是可以代替硅材料成為半導體設備所需要使用到的主要材料的。在2015年的時候,IBM實驗室在和桑心以及紐約州立大學納米理工學院進行一定程度的相互合作之后推出了實際范圍內首個7nm原型芯片,這一款芯片中所使用到的材料都是被人們稱作黑科技的“鍺硅”材料,取代了原本高純度硅元素在半導體材料中所占據的主導地位。
3 對現階段新興半導體材料的發展趨勢進行分析
因為在經濟發展進程向前推進的背景之下,人們對半導體設備的性能所提出的要求也在不斷的提升,人們對半導體設備中所需要使用到的半導體材料在集成度、能耗水平以及成本等各個方面提出的要求到達了新的高度。現階段,第三代半導體材料已經之間的成為了半導體設備中使用到的主要材料之一,作為在第三代半導體材料中典型性相對來說比較強的材料:GaN、SIC以及zno等各種類型的材料在現階段發展進程向前推進的速度都是相對來說比較快的。
4 對現階段碳化硅這種材料的發展和在各個領域中得到的應用進行分析
碳化硅是一種典型性相對來說比較高的在碳基化合物所包含的范圍之內的半導體材料,其本身所具有的導熱性能相對于其它類型的半導體材料來說穩定性是相對來說比較強的,所以在某些對散熱性要求相對來說比較高的領域中得到了較為廣泛的應用,現階段碳化硅這種半導體材料在太陽能電池、發電傳輸以及衛星通信等各個領域中得到了比較深入的應用,在此之外,碳化硅這種半導體材料在軍工行業中所得到的應用也是相對來說比較深入的,在某些國防建設相關工作進行的過程中都使用到的了大量的碳化硅。因為和碳化硅這種材料相關的產業的數量是相對來說比較少的,現階段我國碳化硅行業發展進程向前推進的速度是相對來說比較緩慢的,但是現階段我國經濟發展進程向前推進的過程中所重視的向著環境保護型的方向轉變,碳化硅材料能夠滿足這一要求,所以我國政府有關部門對碳化硅這一種創新型的半導體材料越發的重視了,隨著半導體行業整體發展進程不斷的向前推進,在不久的將來我國碳化硅行業的的發展一定會取得相對來說比較顯著的成果的。
5 對現階段我國所研發出來的創新型半導體材料氧化鋅的發展趨勢進行分析
作為一種創新型的半導體材料,氧化鋅在光學材料以及傳感器等各個領域中得到了較為廣泛的應用,因為這種創新型的半導體材料具有反應速度相對來說比較快、集成度相對來說比較高以及靈敏程度相對來說比較高等一系列的特點,和當前我國傳感器行業發展進程向前推進的過程中所遵循的微型化宗旨相適應,因為氧化鋅這種創新型的半導體材料的原材料豐富程度是相對來說比較高的、環保性相對來說比較強、價格相對來說比較低,所以氧化鋅這種創新型的半導體材料在未來的發展前景是相對來說比較廣闊的。
6 結束語
現階段我國經濟發展進程向前推進的速度是相對來說比較穩定的,并且當今我國所處的時代是一個知識經濟的時代,人們對半導體設備中所需要使用到的半導體材料提出了更高的要求,針對半導體設備中所需要使用到的半導體材料展開的相關研究工作的力度也得到了一定程度的提升,摩爾定律在現階段電子科學技術發展進程向前推進的過程中仍然是適用的,隨著人們針對半導體材料展開的研究相關工作得到了一定的成果,使用創新型半導體材料的半導體設備的性能得到了大幅度的提升,相信在不久的將來,半導體材料市場的變化是相對來說比較大的。
參考文獻
[1]王欣.電子科學技術中的半導體材料發展趨勢[J].通訊世界,2016,08:237.
[2]王占國.半導體材料發展現狀與趨勢[J].世界科技研究與發展,
1998,05:51-56.
[3]楊吉輝.光伏半導體材料和Cu基存儲材料的第一性原理研究[D].復旦大學,2013.
[4]張紹輝,張金梅.主要半導體材料的發展現狀與趨勢[J].科技致富向導,2013,12:72.
[5]蔣榮華,肖順珍.半導體硅材料的進展與發展趨勢[J].四川有色金屬,2000,03:1-7.
關鍵詞:
光電信息;功能材料;研究進展
隨著我國科學技術的日新月異,有力的推動著社會的發展與進步。光電信息功能材料作為新材料,能夠得到充分的研發,并廣泛應用于社會眾多行業領域中。在光電子時代背景下,光電信息功能材料具有穩定性的良好性能,在社會眾多行業領域中的應用,有著良好的發展前景。目前,我國關于光電信息功能材料的研究進展主要表現在光折變材料、半導體材料、納米材料等方面,能夠在一定程度上推動我國電子時代的發展進程。1光電信息功能材料的概述在信息時代背景下,材料領域的研究更為廣泛,走在國家科研的前沿之路,為現代化科學奠定堅實的基礎條件。光電信息功能材料的研究,主要以量子論為基礎,相關人員對電子物理運動規律進行一系列探究,偶助于推動光電信息技術的研究和開發。基于此,光電信息功能材料得以開發和應用,主要包括光折變材料、半導體材料和納米材料,其信息存儲容量更大,且信息傳輸和處理速度更快,適應我國社會發展和人類進步的發展趨勢,同時能夠在一定程度上促進信息技術的發展[1]。
1光電信息功能材料的制備方式
目前,光電信息功能材料受功能、尺寸等因素的影響,使其制備方式可能存在差異性,因而能夠適應于不同社會領域的實際需求。但是,就光電信息功能材料制備方式而言,主要表現在微波反應燒結、濺射法、PCVD等。通過合理方式對光電信息功能材料的制備,可以增強材料的性能和充分發揮其積極作用,有助于推動我國光電信息技術的快速發展[2]。
2光電信息功能材料的研究進展
2.1光電信息功能材料之光折變材料
光折變材料是光電信息功能材料之一,主要是在光的照射下,發生電荷轉移,形成空間電場,最終在電光效應的影響下而產生的光電材料。光折變材料在人類社會眾多領域中有著廣泛的應用。現階段,我國關于光折變材料的研究主要表現在數據存儲、測量、光放大、圖像處理等方面。對于光折變材料而言,主要包括無機光折變材料和有機光折變材料兩種。首先,無機光折變材料主要有三類,分別為:以LiNbO3、BaTiO3為主的鐵電晶體;以Bi12GeO20為主的非鐵電體;以GaAs、CdTe、CdSe為主的化合物半導體。其次,有機光折變材料中,聚合物的應用更具優勢,在社會眾多領域中有著廣泛應用,其發展空間較為廣闊,能夠為相關技術人員創造良好的條件。總之,隨著光折變材料的研究進程加快,相關科技人員能夠通過聚乙烯咔唑對圖像進行識別,為后期三維體全息圖存儲奠定良好條件,同時促進光電信息存儲的廣泛應用。
2.2光電信息功能材料之半導體材料
半導體材料是導體材料和絕緣體材料之間的一種材料,能夠實現電能和光能之間的相互轉換。新時期,我國對半導體材料的研究相對較多,且該材料的應用范圍較廣。其研究進展主要表現在以下方面:首先,硅微電子技術材料。該材料是制成半導體集成電路、光伏太陽能電池的重要材料,屬于我國新能源產業。隨著硅材料技術的不斷發展和應用,促進硅材料產業的快速發展。其次,對量子級聯激光器材料的研究,該材料主要在光通信、移動通信等領域中有著廣泛的應用,能夠在一定程度上推動著人類工業化的發展進程。最后,對光子帶隙材料的研究相對較多[3]。
2.3光電信息功能材料之納米材料
納米技術近年來比較熱門的研究話題,而納米光電材料是光電信息功能材料的重要組成部分。光能與電能、化學能等能源之間轉換過程中,可以形成全新的納米材料,在社會眾多領域中的應用,具有一定的優勢,如發展前景良好、性能優良等,尤其在光的通信、存儲中有著更為深入的應用。現階段,我國對納米光電材料的研究相對較多,并取得良好的進展。在納米電子器件的發展條件下,納米光電子學得以快速發展,其研究領域主要表現在:一是關于納米粉末在光電探測器中應用的系列研究,二者能夠相互作用,且納米粉末可以改善SOI的不良性能;二是對一維納米材料應用的相關研究;三是對納米硅薄膜應用的研究,其獨特性質,能夠充分發揮量子尺寸效應,有助于科技人員對納米光電材料的深入研究。
3結論
隨著社會的發展與進步,科學技術日新月異,造福于人類。近年來,光電信息功能材料的研究有較大進展,取得良好的成果,能夠以光電為信息載體,促進人們對量子物理的深入研究。由于光電信息功能材料能夠在人類社會生活眾多領域中有著廣泛的應用和充分發揮其積極作用。所以,相關人員有必要加強對光電信息功能材料研究進展問題的研究,能夠為相關科技人員提供有力的參考依據,有助于推動光電信息功能材料的研發進程。
參考文獻:
[1]王智瑋,劉麗媛,陳潤鋒,等.基于芳香性聚酰亞胺的光電功能材料及器件研究進展[J].科學通報,2013(26):2690-2706.
2、受益半導體行業規模的擴張;
3、強勢研發團隊掌控核心技術。
上海新陽半導體材料股份有限公司(以下簡稱“上海新陽”,代碼300236)專業從事半導體行業所需電子化學品的研發、生產和銷售服務,并致力于為客戶提供化學材料、配套設備、應用工藝、現場服務一體化的整體解決方案。產品主要包括半導體封裝領域所需的引線腳表面處理電子化學品,晶圓鍍銅、清洗電子化學品及與它們配套的設備。
財務數據顯示,2008年-2010年,上海新陽凈利潤分別為1956.73萬元、2887.79萬元、3337.22萬元,體現了良好的成長性。此次公司擬公開發行2150萬股,募集資金1.75億元用于原有產品產能的擴張及技術研發中心的建設。項目實施后,預計將年增半導體專用化學品產能3600萬噸,發展前景廣闊。
行業佼佼者客戶覆蓋廣泛
截至2010年年底,上海新陽已經具備了3000噸/年的電子化學品產能,下游擁有超過120家的客戶,遍布華東、華南、東北、西北等全國各地。同時,公司還通過了多家國內以及國際知名的半導體封裝企業嚴格的供應商資格認證,知名企業如長電科技、通富微電等都是上海新陽的固定客戶群體,在新產品的研發和產業化方面都建立了長期的合作伙伴關系。
以上僅僅是在半導體封裝領域的客戶,在芯片制造領域,公司也同如中芯國際、江陰長電等高端芯片制造企業建立了合作關系。
上海新陽是中國集成電路封測產業鏈技術創新聯盟理事單位,國家02重大科技專項科研任務的承擔單位之一,在國內的半導體材料業內具有突出的行業地位。行業佼佼者加上與各領域的知名企業的長期合作將極大得保障公司未來穩定的收入來源。
受益半導體行業規模擴張
半導體行業作為電子信息高新技術產業的核心,未來仍將會有較快的發展,而對電子化學品的需求也將隨著半導體行業規模的擴大而增加。根據中國半導體協會的預測,2013年引線腳表面處理所需的電子化學品的市場規模可達10億元,而據Yole Development2009年10月的預測,2015年晶圓鍍銅、清洗電子化學品市場規模可達10億美元。
未來,在國家相關產業政策的支持下,利用本土競爭優勢,公司產品對進口產品的替代以及相關產品技術儲備的市場推廣進程的加速,上海新陽的市場地位將進一步突出、穩固。在此背景下,上海新陽未來將極大得受益于行業規模的擴大。
強勢研發團隊掌控核心技術
隨著我國經濟的發展,我國的電力企業也取得了較大的發展,這種情況下電力技術的發展,不僅能夠優化供電結構和形式,還能帶動企業的更好更快的發展,下文中筆者將從幾個方面,就我國電工新技術的發展現狀進行分析。
1超導體和半導體材料在電力工業中被廣泛的應用。下超導體和半導體材料的應用可以分為以下幾個階段,下文中筆者將進行詳細論述。a.20世紀60年代初,實用超導體被研發出來并且應用于電工領域,至此超導體材料進入了電工生產,以其應用中的優勢逐漸的取代了其他材料。尤其是20世紀80年代中后期,高臨界溫度的超導體的發現,更奠定了超導體材料在電工生產中的地位。b.半導體的發現和應用給電力設備和儀器提供了新型的電子元件,使得電力設備在不斷的發展過程中,向著自動化前進。
2計算機和微電子技術在電力工業中被廣泛的應用。下文中筆者將對該問題進行詳細的分析:a.電磁場的數值計算對于電力設備的發展有著非常重要的意義,也是近些年來有關單位和部門的研究重點,而計算機技術的應用使得這一計算中的復雜分析和精密實驗問題都得到了解決,大大的推動了電磁場的數值計算的發展。b.數控系統的發展同樣使得電機控制向著更加自動化和全面化的方向發展,使得電機系統的整體使用功能得到了很大的提升。c.電力電子技術作為能源擴展的一個重要的技術,對于提高用電效率和能源的使用率都有著非常重要的意義。
對電工新技術未來的展望
上文中我們分析了電工新技術的發展的必要性和基本現狀,下文中筆者將結合自己的工作經驗,分析未來我國的電工新技術的發展的趨勢和方向,并將其同新能源的開發和利用結合起來進行探討。
1太陽能發電技術。太陽能作為目前最受矚目的新能源,其發電技術對于日后的新能源的發展和使用有著非常重要的意義。因為太陽能的獲取的便利以及利用形式的多樣化,使得其在眾多的新能源中成為了開發重點。而太陽能的使用也將很大程度上改變現有的能源利用方式,所以太陽能發電技術的未來發展前景是十分廣闊的。
2風能發電技術。風能作為新能源的一種,其最主要的應用特點就是其具有較好的清潔性和可再生性,因此也被廣泛的應用于新能源的開發領域。就目前風能的發展速度來看,已經超越了太陽能,成為了世界上發展最快的可再生能源,我國對于風能的發展也給予了多種政策上的支持,所以風能發電將會取得更好的發展成就。
3核能發電技術。受控核聚變的發展以及利用可以提供取之不竭的清潔能源,從根源上解決經濟與能源和環境的協調發展問題。核聚變具有極為重要的科學現實性,它依靠核工業技術以及電工新技術的結合,為能源的利用提供更加便利的方式,核聚變電站的建立還可以促進新興電工產業的發展。
4水力發電技術。我國的水力資源比較豐富,在水力資源集中的中南以及西南地區已經建成了多所發電站。對于水力資源未來的發展以及開發規劃已經進行了較為詳細的策劃和前期的準備工作。重點對金沙江以及黃河上游和湘西等水電基地進行開發,這樣就可以在最大程度上對可開發的資源進行利用,促進水力發電技術的發展。
關鍵詞:薄膜太陽電池;光伏;分類;概況
1.引言
目前,市場上的太陽能電池以單晶硅、多晶硅為主,但其工藝復雜,成本^高,而成本一直是光伏產業能否大范圍普及的關鍵。薄膜太陽能電池能夠大幅度降低電池成本,近年來得到了較快的發展。
2.薄膜電池分類以及發展
薄膜太陽能電池具有多種分類[1],按照吸收層材料,可分為硅系、多元化合物和有機薄膜太陽電池。硅系薄膜主要包括非晶硅薄膜,多晶硅薄膜;多元化合物薄膜主要包括III-VI族二元化合物,如碲化鎘、硫化鎘薄膜;III-V族二元化合物,如砷化鎵、磷化銦薄膜太陽電池;I-III-VI2族三元化合物,如銅銦硒、銅銦硫薄膜;有機薄膜主要包括染料敏化劑薄膜和聚合物薄膜。上述的電池的結構以及優點各不相同,分別進行介紹。
2.1硅系薄膜太陽電池
硅薄膜太陽能電池按照材料可細分為非晶硅、多晶硅和微晶硅薄膜太陽電池;其中以多晶硅薄膜太陽電池的應用最為廣泛。
2.1.1非晶硅薄膜太陽電池
1976年,非晶硅薄膜太陽電池由RAC實驗室的Carlson等研制成功,也是最早實現商業化[2]。隨后,其得到了較快的發展。鐘迪生等采用等離子體化學氣相沉積法特別是RF輝光放電法制作高質量的非晶硅薄膜;United Solar Ovonic完成了面積929cm2的a-Si薄膜太陽能電池,轉換效率達9.8%,利用減反射層可使小面積的電池效率達到12%;日本的Ichikawa等使用柔性樹脂薄膜襯底,利用roll-to-roll CVD在50cm×1km的樹脂基底上制備a-Si/a-SiGe太陽能電池,效率達10.1%;日本中央研究院制的的非晶硅電池的轉化效率已經達到13.2%。
國內,中科院半導體所研制的玻璃襯底非晶硅單結太陽能電池,效率達11.2%;南開大學薛俊明等采用PECVD技術制備非晶硅頂電池,采用甚高頻PECVD技術制備出微晶硅底電池,研制出效率達9.83%的薄膜非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池;美國國家再生能源實驗室利用堆疊技術,制得三結疊層太陽能薄膜,轉換率達到12%。但是非晶硅的帶隙為1.7eV,對應吸收波長為730nm,與太陽光譜長波區域不匹配,理論上限制了其轉換效率的提高。此外,隨光照時間的延長,轉化效率會明顯衰減。目前,穩定的單結非晶硅薄膜太陽能電池的轉換效率最高達9.5%,而量產的效率只維持在8%左右。
2.1.2多晶硅薄膜電池
多晶硅薄膜太陽電池以生長在襯底上具有納米尺寸和具有不同晶面的小晶粒構成的多晶硅薄膜作為吸收層,通常可以采用化學氣相沉積法、液相外延法、金屬誘導晶體法、非晶硅薄膜固相晶化法或等離子噴涂法形成。Kaneka公司設計的STAR結構的多晶硅薄膜電池,效率已經達到了10.7%,厚度小于5um,并且無光致衰減現象;另一種SIO結構的多晶硅薄膜電池100cm2,獲得了14.22%的效率;H.orikawa等制備出了效率高達16%的多晶硅薄膜電池;日本三菱公司用該法制備電池,效率達到16.42%。德國費來堡太陽能研究所采用區域在再結晶技術在Si襯底上制的多晶硅電池轉換效率為19%。理論計算表明,多晶硅薄膜太陽能電池的最高效率可達28%。與單晶硅電池相比,多晶硅薄膜電池厚度約為前者,大大的降低了生產成本,且在長波段具有高光敏性,吸光好,穩定性高,無光致衰退效應,制作工藝簡單,具有廣闊的發展前景。
2.2多元化合物薄膜太陽電池
2.2.1II-VI族薄膜電池
在II-VI族化合物半導體材料主要包括碲化鎘、硫化鎘,用該半導體制作的太陽能電池有很高的理論轉換效率。CdTe薄膜電池通常以CdS/CdTe異質結作為吸收層,填充因子高達FF=0.75,并且其容易沉積得到大面積的薄膜,沉積速率也較高,膜的厚度通常為1.5-3μm。因而CdTe薄膜電池制造成本也得以大大的降低低,應用前景良好。它已經成為歐美、日、韓等國研究開發的主要對象。托萊多大學的鄢炎發博士采用濺工藝制得效率為14%的碲化鎘太陽能電池;采用近空間升華法制得效率高于15.8%的碲化鎘太陽能電池。在國內,四川大學太陽能材料與器件研究所的馮良恒,制備出轉換效率高達11.6%的碲化鎘薄膜太陽能電池,進入了世界先進行列。CdS半導體具有纖鋅礦結構,屬于直接帶隙半導體材料,帶隙寬度為2.4eV,光吸收系數較高,透光性好,主要用于薄膜太陽電池的n型窗口材料,可以與碲化鎘、銅銀硒形成良好的異質結結構。但是,由于Cd元素對環境污染嚴重,阻礙了CdS/CdTe電池的應用。
2.2.2I-III-VI2族化合物薄膜太陽電池
I-III-VI族化合物半導體是指以具有黃銅礦、閃鋅礦晶體結構作為吸收層的太陽電池,通常可以摻入即形成四元化合物半導體吸收層。I-III-VI2族化合物半導體的研究集中在CuInSe2、Cu(In,Ga)Se2、CuInS2等材料,上述半導體材料具有禁帶寬度連續可調,吸收系數高的優點。日本昭和石油公司創下了CIS系薄膜太陽能電池轉換效率的最高世界紀錄,面積為864cm2的薄膜太陽電池轉換效率為14.3%,該公司完成了使用該太陽能電池的日本第一個太陽能發電系統,使得該電池的實用化向前邁進了一大步。
國內,南開大學研發的電池光電轉換效率已經達到14%,接近世界先進水平。目前,Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽電池實驗室最高轉換效率達到了20.3%(3)。黃銅礦系薄膜太陽能電池是未來的太陽能電池主流產品之一,可廣泛用于大型太陽能電站、節能樓宇玻璃及航空航天等軍事用途,有著巨大的市場需求。
2.2.3砷化鎵、磷化銦薄膜太陽電池
首次發現GaAs材料具有光伏效應在1954年,至今已有50多年。在1956年,LoferkiJ.J.研究探討了制造太陽電池的最佳材料的物性;20世紀60年代,Gobat等研制出第1摻鋅GaAs太陽電池,轉化率僅為9%~10%;20世紀70年代,IBM公司和前蘇聯loffe技術物理所等研究單位,采用液相外延技術引入GaAlAs異質窗口層,降低了GaAs表面的復合速率,使GaAs太陽電池的效率達16%;不久,美國HRL等通過改了LPE技術使得電池平均效率提高到18%,并實現了批量生產;從上世紀80年代后,GaAs太陽電池技術經歷了從LPE到MOCVD,從同質外延到異質外延,從單結到多結疊層結構的幾個發展階段,其發展速度日益加快,效率也不斷提高。目前實驗室最高效率已達到50%,產業轉化率可達以上30%。
2.3有機薄膜太陽電池
有機太陽電池主要包括染料敏化、聚合物薄膜太陽電池,其原理與光合作用類似,通過載有染料的半導體電極將光能轉換為電能。早期以載有單層染料分子的平板電極作為吸收層,轉換效率較低。1991年Gratzel教授首次使用載有染料光敏劑的多孔TiO2替代平板電極,將轉換效率提高到了 7.1%。從此,染料敏化薄膜太陽電池得到了較快的發展。2001年澳大利亞STA公司建立了第一個DSCS工廠;2003年臺灣工業技術研究院能源研究所開發出納米晶體染料敏化薄膜太陽電池,將光電轉換效率提高到了8%-12%;2004年日立成功研制了大尺寸染料敏化薄膜太陽能電池,光電轉換效率達9.3%;同年,Peccell Technologies公司開發出高壓(4V)的染料敏化納米晶薄膜太陽電池,可作為下一代薄膜電池。目前,染料敏化薄膜太陽電池實驗室最高效率達到了11.4%。
與染料敏化薄膜太陽電池相比,有機聚合物薄膜電池具有柔韌性好、成本低廉、容易加工等優點,其研究處于剛剛起步階段,使用壽命和電池效率不能和其他成熟的電池產品相比。目前,有機聚合物薄膜電池實驗室光電轉換效率為10%左右。
3.小結
綜上所述,薄膜太陽能電池在節約能源、降低成本方面具有較大的優勢與發展前景。但薄膜太陽能電池的轉換效率還有進一步提升的空間,通過不斷出現的新技術,如量子點、納米表面結構、背反射技術等等,將會進一步提升電池效率,推動薄膜太陽電池上一個新的臺階。
勤奮鉆研,鑄就科研里程碑
早1995年大學畢業后,胡鑒勇在家鄉的一所中學擔任了9年的化學教師;2004年留學于日本佐賀大學獲得工學博士學位,隨后進入日本山形大學有機光電子研究中心,OLED研究世界權威科學家城戶淳二教授(Prof. Junji Kido)研究室進行博士后研究,并在日本世界級科研中心-日本理化學研究所RIKEN,跟隨著名有機半導體材料科學家龍宮和男教授(Prof. Kazuo Takimiya)從事特別研究員工作;2015年由陜西師范大學以海外高層次人才-陜西省“百人計劃”特聘教授身份引進到陜師大材料科學與工程學院工作。
“勤奮、刻苦、創新、突破”是胡鑒勇博士的特點,在日本求學工作期間,他參與過一項日本國家研發課題(高效有機電子器件研發),承擔過日本文部科學省、日本新能源和產業技術開發機構(NEDO)和日本科學技術振興機構(JST)資助的多項研究課題。
在有機深藍熒光材料的研究方面胡鑒勇博士貢獻卓著。高效率的深藍發光能最大限度地提高全彩顯示品質或照明的顯色指數,有效降低OLED顯示器的功耗,開發性能好的藍光材料,尤其是具有高的發光效率和CIE色度坐標Y值小于0.10的深藍光材料對于實現高性能的OLED器件意義重大,胡鑒勇博士設計合成了一類新的蒽類衍生物―基于雙蒽的D-A型深藍延遲熒光材料,通過對傳統的藍光始祖材料蒽分子進行一系列結構上的修飾,包括采取苯基為中心橋鏈和pi共軛阻隔基團,在其對位上分別引入以單蒽為核的電子供體單元(D)和電子受體單元(A),形成了具有獨特的雙蒽結構的D-A型材料分子,以該類材料為發光體,成功實現了滿足高清晰度電視(HDTV)藍光標準的高效率器件,對實現高性能OLED器件具有“里程碑”式的創新意義。該工作發表在材料領域國際頂尖期刊《先進功能材料》上(Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2064),并入選SCI高被引論文(top 1%)。
在空氣穩定的、高遷移率的雙極性有機半導體材料的研究方面胡鑒勇博士成績斐然。開發空氣穩定的、高遷移率的n型和雙極性有機半導體材料,是實現高性能OFET的前提。胡鑒勇博士和團隊成員一起合作開發了一種全新的電子受體單元―萘并二噻吩二酰亞胺(NDTI),以其為共聚電子受體中心的D-A型聚合物實現了空氣穩定的,高遷移率的n型和雙極性有機場效應晶體管,該成果發表在美國化學會上(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11445),并入選SCI高被引論文(top 1%)。以此為契機,胡鑒勇博士進一步基于NDTI發展了新型雙極性有機小分子材料,并實現了空氣穩定的、可溶液加工的、高遷移率的雙極性有機場效應晶體管和互補邏輯電路(J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 4244; Chem. Mater. 2015, 27, 6418)。
在非富勒烯受體材料的研究方面胡鑒勇博士成效顯著。近些年來,以聚合物電子給體和富勒烯電子受體材料為活性層的本體異質結太陽能電池取得了巨大的進步,但由于富勒烯價格昂貴、吸收光譜和能級調制較為困難,開發高效的n型聚合物電子受體材料來替代富勒烯備受業界關注。胡鑒勇博士開發的基于NDTI的有機小分子和聚合物,作為非富勒烯受體材料,在全聚合物OPV器件中取得了較好的光電轉換效率(ACS Macro Lett. 2014, 3, 872)。
迄今為止,胡鑒勇博士以第一作者或通訊作者在Adv. Funct. Mater.; J. Am. Chem. Soc.; Chem. Commun.; Org. Lett.; J. Mater. Chem. C.; Chem. Eur. J.;和J. Org. Chem.等國際著名學術期刊上共發表SCI論文30余篇,受邀撰寫英文論著1章, 在國際學術會議上作講演報告20余次,多次受邀在國內著名大學和學會上做學術交流報告,申請日本專利多項,已授權2項。多年來作為一名有機光電子材料領域的科研人員,胡鑒勇博士兢兢業業、孜孜以求,以自己的實際行動為鑄就科研力量不斷添磚加瓦。
迎接挑戰,提升人生新高度
“十年彈指一揮間”,十年前為了提升人生高度,豐富人生閱歷,胡鑒勇博士以34歲的“高齡”選擇自費出國留學路,付出了常人難以想象的的艱辛和努力;十年后懷揣著拳拳赤子之心,胡鑒勇博士毅然謝絕多家日本和國內公司的誠意邀請,選擇了陜西師范大學作為自己事業發展的新平臺。
LED(Lighting Emitting Diode)即發光二極管,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。
發光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層,稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少數載流子難以注入,故不發光。目前,發光半導體材料主要由III-V族元素組成,例如磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs),氮化鎵等等。
1 LED特點
LED的內在特征決定了它是用最理想的光源去代替傳統的光源,有著廣泛的用途。
(1)體積小。LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂里面,所以它非常的小,非常的輕。
(2)耗電量低。高節能:LED耗電非常低,一般來說LED的工作電壓是2 V~3.6 V。工作電流是0.02 A~0.03 A。這就是說:它消耗的電不超過0.1 W。
(3)使用壽命長。在恰當的電流和電壓下,LED高亮度、低熱量,比HID或白熾燈更少的熱輻射,有人稱它為長壽燈,意為永不熄滅的燈。
(4)環保。LED是由無毒的材料制成,不像熒光燈含水銀會造成污染,同時LED也可以回收再利用。
(5)堅固耐用。LED是被完全的封裝在環氧樹脂里面,它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動的部分,這些特點使得LED可以說是不易損壞的。同時LED可控性強,可以實現各種顏色的變化。
基于LED光源的以上優點,筆者認為應當推廣使用LED,以此達到節約電力資源的目標。
2 具體應用
2.1 用作信號燈
LED信號燈較傳統信號燈有著明顯的優勢:
(1)由于LED發出的光束是向前的并具有一定發散角,這樣就可以不必像白熾燈需要加裝反光碗。而且LED本身發出的是色光,可根據實際情況隨意調節設置所需顏色,達到區別辨識的不同目的,減少重復設置多色彩燈的麻煩,提高光利用率。
(2)工作壽命長,為5~10年,維修保養費用低。而傳統信號燈每年至少需要更換3~4次,維修保養費用高,需要耗費相當的人力和精力鉆研此項工作。
(3)功耗小,一般約僅為白熾燈光源信號燈的10%~20%,這一點是符合國家的相關能源政策。
(4)由于單個LED僅為整個信號燈燈盤殊的一個發光單元,只要信號燈線路板設計合理,即使個別LED燒毀,也不會影響別的LED發光單元,從而影響信號燈整體效果。
2.2 用在照明領域
2.2.1 耗電量少
LED單管功率0.03 W~0.06 W,采用直流驅動,單管驅動電壓1.5 V~3.5 V,電流15 A~18 A,反應速度快,可高頻操作。在同樣照明效果的情況下,耗電量是白熾燈泡的1/8,熒光燈管的1/2,初步估計,如采用光效比熒光燈還要高兩倍的LED替代該礦一半的白熾燈和熒光燈,每年可節約35%的現用照明電量。
2.2.2 使用壽命長
普通照明光源采用電子光場輻射發光,有燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED燈體積小、重量輕,環氧樹脂封裝,可承受高強度機械沖擊和震動,不易破碎,平均壽命達10 萬h。
2.2.3 安全可靠性強
發熱量低,無熱輻射,冷光源,可以安全觸摸;能精確控制光型及發光角度,光色柔和,無眩光;不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內置微處理系統可以控制發光強度,調整發光方式,實現光與藝術結合。
2.2.4 有利于環保
LED為全固體發光體,耐震、耐沖擊不易破碎,廢棄物可回收,沒有污染。光源體積小,可以隨意組合,易開發成輕便薄短小型照明產品,也便于安裝和維護。
3 應用前景
組長:吳曉平
成員:何艷霞
張 莉
董藍娟
關春燕
張瑞芳
鄭芳麗
頓 丹
郭 露
談判背景資料:
天津半導體工廠欲改造其生產線,需要采購設備、備件和技術。適合該廠的供應商在美國,日本各地均可找到兩家以上。正在此時,香港某生產商的推銷人員去天津訪問,找到該廠采購人員表示可以為該廠提供所需的設備和技術。由于香港客商講中文,又是華人,很快關系就熟悉了。工廠表示了采購意向,但由于香港生產商的知名度較低,天津半導體工廠對其產品一直存有疑慮,于是答應安排一次談判,對相關事宜進行商談。我們第五組在主談人員吳曉平的帶領下,與第六組即香港供應商進行談判。下面是我們在與其談判前做的調查工作: 公司企業背景資料:
天津中環半導體股份有限公司是一家集科研、生產、經營、創投于一體的國有控股高新技術企業,擁有獨特的半導體材料-節能型半導體器件和新能源材料-新能源器件雙產業鏈。該公司是在深圳證券交易所上市的公眾公司,股票代碼002129。注冊資本482,829,608元,總資產達20.51 億。年銷售額超過2億元,產品行銷全國并遠銷海外18個國家和地區。高壓硅堆產銷量居世界第1位,國際市場占有率達到43%,國內市場占有率達到57%。微波爐用高壓硅堆國際市場占有率達到55%。 在單晶硅材料領域,形成了以直拉硅棒、區熔硅棒、直拉硅片、區熔硅片為主的四大產品系列,是中國硅單晶品種最齊全的廠家之一, 區
熔硅單晶的國內市場占有率在65%以上,產量和市場占有率已連續5年居國內同行業首位,產銷規模居世界第三位 , 公司現有專利技術15項,專有技術200多項,形成了一系列自主知識產權。公司致力于半導體節能和新能源產業,是一家集半導體材料-新能源材料和節能型半導體器件-新能源器件科研、生產、經營、創投于一體的國有控股企業,擁有全球獨特的雙產業鏈,是天津市高新技術企業,擁有1個博士后科研工作站、2家省部級研發中心。 且憑借獨特的產業鏈優勢、持續不斷的技術創新能力和友好的商業界面,進一步完善以節能型產品和新能源產品為導向的產業格局,為股東、合作伙伴、員工創造最大價值,實現企業、社會、環境的可持續發展。
、市場環境調研:
自20xx年天津濱海新區納入國家xx規劃和國家發展戰略,并批準濱海新區為國家綜合配套改革試驗區,天津的經濟重新展現出活力,并被譽為中國經濟第三增長極20xx年3月22日國務院常務會議,將天津完整定位為國際港口城市、北方經濟中心、生態城市 ,從此京津之間的北方經濟中心之爭,終于落下帷幕。20xx年起,開始落戶天津舉辦,匯聚了數千全球政界、商界和學界精英人士參與討論世界經濟議題,而夏季達沃斯論壇的永久會址位于建設中的北塘國際會議中心。截至20xx年,世界500強跨國公司已有150家在天津落地生根,投資項目共396個,合同外資額達81億美元。[10] 中國社會科學院在
二、市場需求調研:
由于城鎮居民收入水平大幅提高,居民消費水平也顯著提高。20xx年天津市人均消費支出11,141元,比20xx年增長了57.5%。城鎮居民的消費結構正在向享受型和發展型轉變,故人們的消費觀念也會隨之提高,對高檔品的需求會越來越高,所以該產品市場需求空間很大。
三、市場競爭狀況:
公司單晶硅品種齊全,其中區熔系列單晶硅產品產銷規模全球排名第三、國內市場份額超過70%,產量和市場占有率已連續多年居國內同行業首位;直拉單晶及硅片技術和產銷規模方面居國內前列;拋光片產業采用國際一流的新技術、新工藝流程,獨立開發具有自主知識產權的大直徑硅拋光片生產技術,研發和產業化水平處于國內領先位置;太陽能硅材料產業經過產業化生產驗證,與國內同行業相比單位兆瓦直拉晶體生長投資下降了33%以上,生產效率提高了60%以上,生產成本降低了25%以上;半導體整流器件產業經過多年技術創新的積淀,掌握了從芯片到封裝的全套核心技術;節能型半導體功率器件產業在凈化間設計、動力配套、裝備水平、產品品種、產品技術方面均處于國內同行業領先水平。所以該公司潛力很大,能為它提供設備和技術的供應商有很多。如:1)羅姆(ROHM)半導體集團是全球著名半導體廠商之一,創立于1958年,是總部位于日本京都市的跨國集團公司。品質第一是羅姆的一貫方針。我們始終將產品質量放在第一位。歷經半個多世紀的發展,羅姆的生產、銷售、研發網絡遍及世界各地。產
品涉及多個領域,其中包括IC、分立半導體、光學半導體、被動元件以及模塊產品。在世界電子行業中,羅姆的眾多高品質產品得到了市場的許可和贊許,成為系統IC和最新半導體技術方面首屈一指的主導企業。羅姆十分重視中國市場,已陸續在全國設立多家代表機構,在大連和天津先后開設工廠,并在上海和深圳設立技術中心和品質保證中心提供技術和品質支持。在天津進行晶體管、二極管、LED、半導體激光、LED顯示器的生產、在大連進行電源模塊、熱敏打印頭、多線傳感頭、光電模塊的生產,作為羅姆半導體集團的主力生產基地,源源不斷地向中國國內外提供高品質產品。 2)美國國家半導體公司(National Semiconductor)簡稱國半或者國家半導體,成立于1959年,是著名的模擬和混合信號半導體制造商,也是半導體工業的先驅。公司總部設在美國加州。國半公司致力于利用一流的模擬和數字技術為信息時代創造高集成度的解決方案。它的生產網點遍布全球,在美國德克薩斯州、緬因州和蘇格蘭建有晶片制造廠,在馬來西亞和新加坡建有檢驗中心和裝配廠。美國國家半導體是先進的模擬技術供應商,一直致力促進信息時代的技術發展。該公司將現實世界的模擬技術與先進的數字技術結合一起,并利用這些集成技術致力開發各種模擬半導體產品,其中包括電源管理、圖像處理、顯示驅動器、音頻系統、放大器及數據轉換等方面的獨立式設備及子系統。該公司主要以無線產品、顯示器、個人計算機與網絡,及各種不同的便攜式產品為市場目標。NS(美國國家半導體公司)是推動信息時展的領先模擬技術公司。國半將真實世界的模擬技術和完美工藝的數字技術相結合,專注基于模擬技術的半導體產品,包括電源管理、圖像技術、顯示驅動器、音頻、放大器和數據轉換等領域的獨立元件和子系統。國半關鍵的目標市場包括無線應用、顯示器、PC、網絡和各種便攜式應用。 3)天津市環歐半導體材料技術有限公司是從事半導體材料硅單晶、硅片的生產企業。擁有40余年的生產歷史和專業經驗,形成了以直拉硅單晶、區熔硅單晶、直拉硅片、區熔硅片為主的四大產品系列,是中國硅單晶品種最齊全的廠家之一。
四、企業內部環境:
公司試驗室具有SEM顯微鏡分析、X射線、SRP測試等高端分析設備和HTRB、PCT、熱電阻等可靠性試驗設備,能夠滿足半導體產品的大部分可靠性測試試驗。公司還擁有版圖設計、工藝與器件仿真等軟件平臺,可以提高新品開發的效率。功率器件事業部與國內外多家原材料供應商、光刻版制造公司、設計公司、封裝/測試公司、設備制造商,等建立了長期的戰略合作關系,可以為產品研發進行新產品的試作、量產等提供豐富的資源和強有力的支持,大大縮短研發流片周期,提高研發效率;
公司的高壓硅堆優勢明顯:1)CRT電視機及顯示器市場,公司市場占有率為60%,其余市場主要被日本富士電機公司、日本三肯公司、日本日立公司和江蘇皋鑫電子有限公司等公司占據,在該領域公司在技術和市場方面具有絕對優勢;
2)微波爐市場,公司占據了43%的市場份額;3)在CRT電視機、顯示器以外的市場,日本公司具有傳統形成的市場優勢。國內主要同行廠家有:江蘇如皋皋鑫電子有限公司、樂山無線電股份有限公司、重慶平洋電子有限公司、鞍山市電子電力公司。而公司20xx年的年銷量達到7.3億支,超過以上四個同行廠家年銷量總和的一倍以上,規模優勢明顯。
單晶硅及硅片:公司與同行業競爭的優勢主要表現在以下幾個方面:1)多
晶硅供應有保障、區熔單晶硅具備全球意義的強大綜合競爭力;2)直拉單晶硅具備國內意義的較強競爭力;3)擁有具有重大商業價值的專利及專有技術;5)產品品種齊全。公司與同行業競爭的劣勢主要表現在產業規模小和資金投入少。
原料優勢:從20xx年公司存貨中的原材料情況看,主要為多晶硅、硅片和單晶硅棒,三項合計3879.49萬元,占原材料總額的77.18%。多晶硅、單晶硅、硅片是公司生產的重要原材料。近年來,硅材料市場價格上漲,供不應求,擁硅為王已成業內共識,自20xx年初,公司開始增加硅儲備。這是公司的一大明顯優勢,但是也是一個短期優勢。
但是面對嚴峻的市場競爭狀況,該公司仍然面臨巨大的挑戰,需要居安思危,具備憂患意識才能勝出。
五、談判對象:
香港隆通設備有限公司,該公司剛成立不久,雖然可以提供我方所需的設備被和技術,但是知名度較低,公司的信譽和產品的質量都有待調查和研究。香港隆通有限公司的優勢是發展迅速,有很大的發展前景。
商務談判調研報告篇02:談判實習報告本次的商務談判實習,使我受益良多。首先就是讓我明白了一個團隊的重要性,個人的發展離不開團隊。其次,通過商務談判實習,使我對談判有了更深刻的理解,這也為以后打下了良好的基礎。最后,通過對商務談判的實習也更加磨練了自我,增加了個人經歷和閱歷,學會了如何與團隊合作與分享。
我在此次談判中所扮演的角色是河南第一建筑集團有限責任工程的技術總監。技術總監一般負責一個企業的技術管理體系的建設和維護,制定技術標準和相關流程,能夠帶領和激勵自己的團隊完成公司賦予的任務,實現公司的技術管理和支撐目標,為公司創造價值!一個好的技術總監不僅要自身具有很強的技術管理能力,同時,也要有很強的技術體系建設和團隊管理的能力,要對企業所在行業具有深入理解,對行業技術發展趨勢和管理現狀具有準確的判斷。 同時作為一個技術總監,我認為不僅要對本公司的產品感興趣,非常了解,還要博覽其他公司的產品,不斷創新,努力奮斗,為公司作出更大的貢獻。
作為一個技術總監,我在這幾天的實習過程中,通過對各個鋼鐵產品公司的產品與技術的對比,讓我明白了,作為一個技術總監,對公司的產品富有重要責任,一個公司的產品質量必須合格,技術人員必須認真負責,技術的重要性對公司非常重要。同時也讓我明白了,溝通的重要性,一個優秀的技術人員不僅需要過硬的技術,還必須有良好的溝通能力,協調各個部門,才能順利的發展產品,才能更好的研發出更好的產品。
本次談判讓我感觸最深的就是一個團隊的合作精神。我們這個團隊是一群有能力,有信念的人在特定在商務談判的團隊中,為了一個 共同的目標相互支持合作奮斗的。我們的團隊可以調動團隊成員的所有資源和才智,并且會自動地驅除所有不和諧現象。我們這個團隊大家經過努力迸發出強大的力量。我們談判組的總經
理,財務總監,采購部部長,總經理助理,法律顧問和技術總監,大家這個團隊努力合作,各有分工,且分工明確,通過大家不懈的努力,通過資料不斷的匯總,然后大家在一起不斷的修改,再努力,技術分析報告,采購策劃書,合同等資料相互總結,最終形成了一份完美的談判策劃書。
我們這個團隊充分發揚了團隊精神,通過實習讓我明白了團隊精神的意義和重要性,在一個組織或部門之中,團隊合作精神顯得尤為重要,在一個組織之中,很多時候,合作的成員不是我們能選擇得了的,所以,很可能出現組內成員各方面能力參差不齊的情況,如果作為一個領導者,此時就需要很好的凝聚能力,能夠把大多數組員各方面的特性凝聚起來,同時也要求領導者要有很好地與不同的人相處與溝通的能力。要加強與他人的合作,首先就必須保證集體成員是忠誠的,有責任心的,有意志力的,而且,還要有著對于自身團隊的榮譽感,使命感。必須信任團隊的所有成員,彼此之間要開誠布公,互相交心,做到心心相印,毫無保留;要與團隊的每一個成員緊密合作,直到整個團體都能緊密合作為止;分析每一個成員完成工作的動機,分析他們的能力,針對我們每個人的問題,集思廣議,多聽聽大家的建議,同時,我們相互談論,談判工作上工作上對大家有一定要求,做好團隊成員之間的溝通和協調工作,使整個團隊像一臺機器一樣,有條不紊地和諧運轉。
中圖分類號:TB34
新材料研制和國家科學技術與生產力發展密切相關,同時也是國家經濟發展根本保障之一。在世界范圍內,新材料研制是國家計劃中的重點研究內容。本世紀正處于光電子時代,而光電信息功能材料不但有電子材料穩定性特點,還有光子材料先進性特點,廣泛應用于電子時代,發展前景極好。
1 概述光電信息功能材料
信息科學發展進程中,材料研究作為技術發展先導,是發現與完善現代化科學規律重要基礎。人們從量子論發展中得到原子中電子物理運動規律,特別是最外層的電子運動規律,最先研究的功能材料是金屬,例如:不銹鋼、有色金屬、黑色金屬和特殊鋼材等,并且電子層次微觀物理逐漸應用量子論。
其次,半導體材料開發和利用,電力材料的技術科學發展地位有所提高,研究功能材料是科學發現的前提保障,同時也是技術開發的物質基礎,在整個科學技術領域中都有所體現。并且由于新興起來的光纖技術,將激光技術和光纖技術結合使用,為發展信息技術奠定堅實基礎。正是由于光存儲和光集成技術,光電信息功能材料研究范圍越來越廣,走入到微觀物理層次,覆蓋包括無機和有機、金屬和非金屬、靜態和非靜態科學技術,將計算機應用在信息高智能存儲,傳輸與處理方面,使得信息技術發展迅速。
2 光電信息功能材料研究重點
2.1 半導體光電材料
半導體介于絕緣體和導體之間的一種材料,半導體光電材料可將電能轉化為光,將光轉化為電,也可處理和擴大光電信號。21世紀上半葉至今,半導體量子和異質結構材料仍然把光電信息功能材料作為研發主要內容。
2.1.1 硅微電子材料。微電子技術基礎是集成電路為主要核心的半導體器件,是一種高新電子技術。半導體光伏太陽能電池和集成電路主原材料,是新能源與信息基礎。隨著半導體產業和光伏產業迅速發展,我國硅材料規模迅速壯大和發展。并且,硅微電子信息功能材料與現代化信息時代相聯系,其具有質量輕、可靠性高和體積小等特點。半導體硅微光電信息功能材料,可提高硅集成電路使用性能成品率,但是從成本角度分析,解決硅片直徑的增大問題形成了一系列缺陷密度與均勻性變差。并且,從半導體器件特征性尺寸角度;硅集成角度來看,硅材料是未來研制方向。在鍺化硅材料生長應變硅材料技術基礎上,其可提高器件驅動的電流和晶體管速度,其廣泛應用性可能會替代65nm以下的互補性金屬氧化物的半導體電路主流技術。在硅材料技術應用的同時,人們也在研制雙柵-多柵器件、高K柵介質、銅互連技術和應變溝道技術。目前,硅微電子技術難以滿足龐大市場需求和信息量,需要在全新原理材料、電路技術和器件技術深入研究,例如:納米電子技術、光計算機技術和量子信息技術。
2.1.2 量子級聯的激光器材料。在通信和移動通信領域,廣泛使用超晶格和量子阱材料,量子阱材料集分子束外延和量子工程為一體,打破了半導體使用限制性,真正體現出了國家納米級量子器件的核心技術。并且其發展到現在,QCL在遠紅光外源、紅外對抗、遙控化學和自由空間內通信等較為突出。QCL高新技術研究面也更加廣闊,其中,可調諧中紅外激光器在國外步入工業化階段。
2.1.3 光子帶隙功能材料。光子帶隙材料常稱為光子晶體,其具有介電函數、周期性變化調制材料的光子狀態運行模式。根據周期性的空間排列規則和特點,光子晶體分為一維、二維與三維形式。重點分析二維光子晶體,半導體薄片堆層其可以進一步制出硅基二維光子晶體和高品質因數光子微腔含單量子點砷化鎵基二維光子晶體微腔,有較廣闊的應用空間。例如:借助于圈內反射可限制光電在晶體內的反應,也就是光子晶體反應,以便控制光色散;其次,光子晶體可制作出計算機芯片,計算機的運行和運算速度均有所提高。對于三維光子晶體,特別是可見光的三維光子晶體和近紅外波受到一定條件限制,因此,制備工藝較難。
2.2 納米光電功能材料
所謂納米材料,其是粒子尺寸介于1-100納米材料。納米光電功能材料是將光能轉化成化學能或電能一種納米行材料,其發展前景廣闊,性能好,被廣泛應用于光存儲、光通信、光電探測器和全光網絡等方面。
尺度位于宏觀物體和原子簇交接區域,納米材料有小尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應和量子尺寸效應,產生點穴、光學、化學、熱血和磁學特征等,其中,表面效應屬于納米光電材料重要特征之一,粒子性能決定性因素是表面原子,當表面原子數量增加到一定范圍內,原子數量越多,缺陷程度就會越大,納米光電材料活性就越高。正是由于量子尺寸影響電學性質,納米材料才會比一般性的光電材料光催化活性高。
2.3 光折變功能材料
光折變功能材料光照條件下會吸收光子,使電荷發生轉移,形成一定的空間電場,進而借助于電光效應改變折射率。這種光電材料需要低功率就可以在室溫下進行光學信息處理和運算,因此有很好的發展前景。人們對光折變材料進行高密度數據的存儲、空間光調制、光放大、光學圖像處理和干涉測量等研究,并隨著對光折變效應深入了解和發現新型材料,使得光折變材料應用范圍更加廣泛。
3 光電信息功能材料制備方法
光電信息功能材料根據性能與尺寸的不同要求,因此包括有很多制備方法。常見的制備方法有:高溫固相反應、濺射法、Sol-gel、PCVD、CVD等。
3.1 微波反應燒結
我國通過微波輻射法合成物質有硅酸鹽、氧化物、硫化物、磷酸鹽、鎢酸鹽和硼酸鹽等熒光體,利用各種物質選擇光激勵,從而實現了溫室光譜燒孔。
3.2高溫固相反應
高溫固相反應是使用最廣泛的制備新型固體功能材料方式,我國上海硅酸鹽研究所使用提拉法技術生產出閃爍BGO晶體,歐洲核子研究所用晶體制造出正負電子撞機電磁量能器,出口總量高達千萬美元,經濟效益很好。
3.3 濺射法
濺射鍍膜法通過直流或者是高頻電場讓惰性氣體形成電離反應,此過程產生輝光放電離子體,其正離子與電子對靶材進行高速轟擊,濺射出靶材分子和原子,從而將這兩種物質沉積在基材上,形成薄膜。
3.4 CVD(熱分解化學氣相沉積技術)
CVD主工藝過程是借助于過載氣輸送反應物到反應器中,并在一定反應條件下,發生一定的化學反應,形成顆粒大小的納米。隨著反應基質粒子和納米顆粒共同沉積到基片上,形成一層薄膜。薄膜形式有:反應氣體和氣體擴散吸附于生長、擴散和揮發沉底表面,這種方法可制備出氟化物、氧化物和碳化物等納米復合型薄膜。
4 結束語
光電信息功能材料開發與研究需要通過量子物理支撐,目前其限定于光子、電子、電波和光波為主要信息載體,對研究量子物理,分析光電信息功能材料有重要作用。
參考文獻:
[1]王藜蓓,陳芬,周亞訓.集中光電信息功能材料的研究進展[J].新材料產業,2011(05).
【中圖分類號】U472 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)04-0117-01
一、開設新專業的指導思想
在職業院校開設新的專業,應以市場為導向,以社會需求為準則,充分發揮地方資源優勢和人才培養優勢。積極地探尋市場、發現市場,把供需鏈條緊緊連在一起。在北京市同層次院校的專業中,做到人無我有,人有我強,人強我特,形成品牌,形成特色。專業設置逐步從“條件驅動”型向“發展需求驅動”型轉變,即根據社會經濟發展需求確定專業設置。從強調我能做什么,能培養什么樣的人才,轉變為強調需要我做什么,需要培養什么樣的人才。本著以上指導思想,現提出開設微電子技術與器件專業的一些方案設想。
二、市場需求分析
微電子技術與器件專業,其就業導向涵蓋了集成電路和半導體材料產業。根據首都“十一五”電子信息產業發展規劃,集成電路、TFT?鄄LCD、計算機及網絡設備、移動通信產業、數字電視產業、半導體照明材料產業和智能交通及汽車電子產業等7個產業是信息產業下一步發展的重點領域。其中集成電路排在了第一位,半導體照明材料排在了第六位。早在2000年,北京市委、市政府就首次向全球宣布:北京將建設中國北方微電子產業基地。從那時到現在,北京集成電路產業走過了蓬勃興起的10年,初步建立起了集成電路設計、制造、封裝測試以及裝備材料互動協調發展的良好格局,確立了北京在全國集成電路產業中的重要地位。
以2010年為例,該年北京集成電路產業全產業鏈實現銷售收入245億元,比2009年增長了31%,產業規模是2000年的20倍左右,占全國的17%。在北京市,電子信息產業產品銷售收入排名位居全市工業第一,占全市工業23%,而集成電路產業全產業鏈的銷售就占了近四分之一。
目前,北京有各類集成電路設計企業約80多家,年總銷售收入約90億元,占全國的1/4。集成電路制造企業3-4(大型)家,實現總銷售收入約60億元,約占全國14%。集成電路封裝測試企業2-3家(大型),實現總銷售收入約90億元,約占全國15%。集成電路裝備制造企業3-4家(大型),實現銷售20多億元,多項裝備在全國處于領先地位。另外,還建有生產集成電路關鍵原料的硅材料科研、生產基地。
當前,北京集成電路產業正迎來跨越式發展的新機遇。國務院2011年4號文為集成電路產業的發展提供優越的外部環境。相信要不了多久北京就會建成具有全球影響力的集成電路產業基地。
政府的大力支持,堅實的產業基礎,廣闊的發展前景,優惠的國家政策,可以說集成電路產業在北京具有得天獨厚的條件。產業的發展必然伴隨著人才的巨大需求,雖然集成電路產業是知識和資金密集型產業,但它同樣需要大量應用型技術人才。比如集成電路設計,需要大量的程序錄入和輔助支持技術人員;集成電路制造,需要大量的高科技設備儀器操作員、工藝技術員、質量檢驗員和設備維護技術人員;集成電路封裝測試,同樣需要大量的高科技設備儀器操作員、工藝技術員、質量檢驗員和設備維護技術人員。另外,半導體硅材料及單晶硅片的生產等,都需要大量的應用型技術人才。
三、可行性分析
在我院設置微電子技術與器件專業具有非常好的條件并且可行,其理由主要有以下幾個方面:
1.我院在中專學校升高職院校之前,南校區就有這個專業。因此,在師資力量、教學資源、實訓資源、招生分配等方面都有一定的基礎和經驗,設置微電子技術與器件專業可以說是駕輕就熟。
2.該專業的設置符合國家產業政策,契合北京“十一五”電子信息產業發展規劃,因此,獲得上級單位批準的幾率大。
3.在北京“十一五”電子信息產業發展規劃中,7個重點發展領域,集成電路產業排第一,半導體照明材料產業排第六,因此,設置該專業可獲得國家和北京市資金的大力支持。
4.分配就業前景良好,正如市場需求分析中所提到的,集成電路產業在整個電子信息產業已經占到了四分之一左右,而且,今后將跨越式發展,必然需要大量的應用型技術人才,因此,該專業畢業學生的就業前景良好。
四、困難及解決途徑
在我院設置微電子技術與器件專業也會遇到一些困難,仔細分析有以下幾個方面:
1.生源問題。微電子技術與器件這一名稱,屬于比較新的科技名詞,一般人在日常生活中很少接觸,理解起來有一定困難,不知道這一專業到底學什么,畢業后干什么。因此,會出現專業招生困難,或招不到相對高素質的學生。
解決辦法:一是改專業名稱,起一個即通俗易懂,又能代表專業含義的名稱,這有一定困難。二是加強宣傳,在招生時,宣傳材料、現場解說、視頻資料等全方位進行,使考生了解北京市的產業政策和就業前景,提高對該專業的認知度。
2.實訓問題。微電子技術與器件專業的實訓環節比較困難,我們知道現在強調實訓模擬真實場景,而集成電路產業鏈的工序非常多,每一道工序的設備儀器都非常昂貴,動則幾百萬,建立校內實訓基地,場地和資金都是問題。
解決辦法:一是計算機模擬,現在多媒體教學設備完善,各種模擬軟件很多,通過購買和教師制作等方式來模擬實際工藝,替代昂貴的真實設備儀表。二是下廠實訓,校企合作辦學是學院發展的方向,我院有良好的基礎和得天獨厚的條件,北京分布著眾多的集成電路設計、生產、測試企業可供我們選擇實習參觀,而且,我院已經和許多這方面的企業簽有校外實訓基地協議,如中國電子集團微電子所,北京飛宇微電子科技有限公司,中國科學院微電子所,燕東微電子有限公司等。我院應充分利用這一優勢,解決微電子技術與器件專業的實訓問題。
參考文獻: