程开富(中国电子科技集团公司第44研究所，重庆 40060)摘要：本文主要概述了纳米电子／光电子器件的分类，并提出发展纳米电子／光电子器件的几点建议。 关键词：纳米电子学；纳米电子器件；纳米光电子器件中图分类号：tnl5 文献标识码：a1引言纳米技术是一门在0.1~100μm尺度空间内，对电子、原子和分子的运动规律和特性进行研究并加以应用的高科技学科，它的目标是用单原子、分子制造具有特定功能的产品。国内外科技界已普遍认为纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革，它不仅将促使人类认识的革命，而且将引发一场新的工业革命。纳米技术是20世纪末期崛起的崭新科学技术领域，是一个全新的高科技学科群，它包括纳米电子学、纳米光电子学、纳米光子学、纳米物理学、纳米光学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学、纳米测量学、纳米工艺学、纳米医学、纳米显微学、纳米信息技术、纳米环境工程和纳米制造等。是一门基础研究与应用探索相互融合的新兴技术。纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，是传统微电子学发展的必然结果，是纳米技术发展的主要动力。纳米电子学在传统的固态电子学基础上，借助最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的概念来构造电子器件与系统。纳米电子学在更深层次上开发物质潜在的信息和结构的能力，使单位体积物质储存和处理信息的功能提高百万倍以上，实现了信息采集和处理能力的革命性突破。纳米电子学与光电子学、生物学、机械学等学科结合，可以制成纳米电子／光电子器件、分子器件、纳米电子机械系统、纳米光电子机械系统、微型机器人等，将对人类

随着智能时代的到来，光电子器件的应用范围变得越来越广泛。在这个领域中，光电子器件的发展机会也变得越来越多。本文将介绍光电子器件在智能时代下的三大发展机会。一、机器视觉机器视觉是一种基于计算机视觉技术实现的自动化视觉系统。它可以使用光电子器件来捕捉图像，然后使用算法来解决各种问题。机器视觉已经在工业、医疗、农业等领域得到了广泛的应用。在智能时代下，机器视觉的应用将会更加广泛。例如，在智能制造领域，机器视觉可以被用来检测和诊断设备故障。在医疗领域，机器视觉可以被用来帮助医生进行诊断，例如，诊断癌症和其他疾病。机器视觉的应用需要高质量的光电子器件。这些器件需要具有高分辨率、高灵敏度、高速度和低噪声等特性。随着技术的不断进步，光电子器件将会变得更加先进，从而为机器视觉的应用提供更好的支持。二、光通信光通信是一种通过光纤传输数据的MAX485CSA技术。它比传统的电信技术更快、更稳定、更安全。在智能时代下，光通信将会得到更广泛的应用。例如，在智能城市的建设中，光通信可以被用来连接各种设备和系统，并提供更快、更可靠的通信服务。为了实现高速、高质量的光通信，需要高质量的光电子器件。这些器件需要具有高速度、高效率和低失真等特性。随着技术的不断进步，光电子器件将会变得更加先进，从而为光通信的应用提供更好的支持。三、虚拟现实虚拟现实是一种通过计算机技术实现的仿真现实环境。它可以被用来模拟各种场景，例如，游戏、培训和治疗等。在智能时代下，虚拟现实将会得到更广泛的应用。为了实现高质量的虚拟现实体验，需要高质量的光电子器件。这些器件需要具有高分辨率、高灵敏度和高速度等特性。随着技术的不断进步，光电子器件

中科院今天宣布，国内学者研发出了一种简单的制备低维半导体器件的方法——用“纳米画笔”勾勒未来光电子器件，它可以“画出”各种需要的AP5100WG-7芯片。随着技术的发展，人们对半导体技术的要求越来越高，但是半导体制造难度却是越来越大，10nm以下的工艺极其烧钱，这就需要其他技术。中科院表示，可预期的未来，需要在更小的面积集成更多的电子元件。针对这种需求，厚度仅有0.3至几纳米（头发丝直径几万分之一）的低维材料应运而生。这类材料可以比作超薄的纸张，只是比纸薄很多，可以用于制备纳米级别厚度的电子器件。从材料到器件，现有的制备工艺需要经过十分繁琐复杂的工艺过程，这对快速筛选适合用于制备电子器件的低维材料极为不利。近日，中科院上海技术物理研究所科研人员研发出了一种简单的制备低维半导体器件的方法——用“纳米画笔”勾勒未来光电子器件。由于二维材料如同薄薄的一张纸，它的性质很容易受到环境影响。利用这一特性，研究人员在二维材料表面覆盖一层铁电薄膜，使用纳米探针施加电压在铁电材料表面扫描，通过改变对应位置铁电材料的性质来实现对二维材料性质的精准操控。当设计好器件功能后，科研人员只需发挥想象，使用纳米探针“画笔”在铁电薄膜“画布”上画出各种各样的电子器件图案，利用铁电薄膜对低维半导体材料物理性质的影响，就能制成所需的器件。实际实验操作中，“画笔”是原子力显微镜的纳米探针，它的作用就相当于传统晶体管的栅电极，可以用来加正电压或负电压。但不同于传统栅电极，原子力显微镜的针尖是可以任意移动的，如同一支“行走的画笔”，在水平空间上可以精确“画出”纳米尺度的器件。在这个过程中，研究人员通过控制加在针尖上电压

光电子技术是电子信息技术的重要分支，也是半导体技术、微电子技术、材料技术、光学、通信、计算机等多学科交叉产生的新技术。光电子器件是光电子技术的基础和核心，也是信息产业的重要组成领域，直接拉动形成了数千亿美元规模的光电子产业。“十三五”以来，随着中国制造2025、互联网+等国家战略出台和新一代信息技术迅猛发展，我国光电子器件产业也迎来了获得了重大发展机遇，但相关基础研发薄弱、产业创新能力不强、产业链发展不均衡情况依然存在，核心高端光电子器件水平相对滞后已成为制约产业发展的瓶颈。党的十九大报告指出，要深化供给侧结构性改革，发展经济的着力点放在实体经济上，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，促进我国产业迈向全球价值链中高端。为深入落实十九大报告精神，加快建设制造强国、网络强国、数字中国，通过新一代信息技术产业助推形成新动能，针对光电子器件产业发展现状和趋势，工业和信息化部电子信息司委托相关行业协会并组织骨干企业、研究机构、大专院校、行业专家等共同编制了《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022年）》（以下简称《路线图》），已于2017年12月29日正式发布。《路线图》较为系统地梳理了国内外光电子器件产业技术现状，聚焦于信息光电子领域的光通信器件、通信光纤光缆、特种光纤、光传感器件四大门类并进行了深入分析，研究产业竞争优劣形势，剖析发展面临机遇挑战，研究发展思路和战略目标，提出若干策略建议与重点方向，力求引领产业发展导向、促进合理布局规划，凝聚行业力量共同推动我光电子产业加快跨越升级发展。下一步，工业

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室杜小龙研究组经过五年多的持续攻关研究，发展了一种低温界面工程技术，并进一步设计和构筑了具有锐利界面的新型n－ZnO/i-MgO/p-Si双异质结p-i-n紫外探测器结构，研制成功Si基ZnO可见盲紫外探测器原理型器件。其独创的硅基氧化锌单晶材料生长工艺以及新型器件结构设计与制备技术为我国在光电子技术领域的自主创新研究开辟了一条新路。 短波长光电子|激光器件与Si微电子的集成因其重大的应用价值而被广泛关注，其中硅基ZnO材料与光电子器件研究是目前国际上的一个重要课题，然而Si基高质量ZnO单晶材料的制备、器件结构的设计等问题具有很大的挑战性。这是由于Si表面具有很强的活性，极易形成无定形的氧化物与硅化物，阻碍ZnO的外延生长。另外，由于Si的能带结构与ZnO不匹配，难以获得理想的光电子器件性能。因此，如何控制Si衬底表面和ZnO/Si异质界面，并设计出新型器件结构已成为这一研究方向的核心科学问题。 自2004年起，该组梅增霞副研究员和博士生王喜娜、王勇等系统研究了Si(111)-7x7清洁表面上金属Mg薄层的沉积工艺，发现只有在低温下才能抑制Si与Mg原子的界面互扩散而形成Mg（0001）单晶薄膜。进一步研究发现，该单晶Mg膜可通过活性氧处理形成岩盐相的MgO（111）超薄膜，从而为两步法外延生长ZnO提供了良好的模板。他们通过一系列生长参数的优化，利用MBE法最终在2英寸Si芯片上制备出高质量的ZnO单晶薄膜，其结晶性和光电性能等综合指标居国际领先水平。相关论文被美国Applied Physics Letters的审稿人评为最高

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室杜小龙研究组经过五年多的持续攻关研究，发展了一种低温界面工程技术，并进一步设计和构筑了具有锐利界面的新型n－ZnO/i-MgO/p-Si双异质结p-i-n紫外探测器结构，研制成功Si基ZnO可见盲紫外探测器原理型器件。其独创的硅基氧化锌单晶材料生长工艺以及新型器件结构设计与制备技术为我国在光电子技术领域的自主创新研究开辟了一条新路。 图片来源：中国科学院北京分院网站 短波长光电子|激光器件与Si微电子的集成因其重大的应用价值而被广泛关注，其中硅基ZnO材料与光电子器件研究是目前国际上的一个重要课题，然而Si基高质量ZnO单晶材料的制备、器件结构的设计等问题具有很大的挑战性。这是由于Si表面具有很强的活性，极易形成无定形的氧化物与硅化物，阻碍ZnO的外延生长。另外，由于Si的能带结构与ZnO不匹配，难以获得理想的光电子器件性能。因此，如何控制Si衬底表面和ZnO/Si异质界面，并设计出新型器件结构已成为这一研究方向的核心科学问题。 自2004年起，该组梅增霞副研究员和博士生王喜娜、王勇等系统研究了Si(111)-7x7清洁表面上金属Mg薄层的沉积工艺，发现只有在低温下才能抑制Si与Mg原子的界面互扩散而形成Mg（0001）单晶薄膜。进一步研究发现，该单晶Mg膜可通过活性氧处理形成岩盐相的MgO（111）超薄膜，从而为两步法外延生长ZnO提供了良好的模板。他们通过一系列生长参数的优化，利用MBE法最终在2英寸Si晶片上制备出高质量的ZnO单晶薄膜，其结晶性和光电性能等综合指标居国际领先水平。相关论文被美国Applied Phy

印度信息技术部(Information Technology)日前宣布发起若干计划，以提高本土光电子器件研发的能力。该倡议涵盖系统、器件和材料，为了加快开发进程，所有研究工作分别由若干印度的研究机构和教育学院负责实施。 位于孟买的应用微波电子工程和研究协会将创建用于封装光电子器件的国家级封装设备中心。用于把光纤与器件对准以实现最大光耦合的自动对准系统也将在孟买的设备中心建设。构建在各种衬底上的无源光器件如平面光电路将受益于这些封装厂，目前已经对功率分支器进行了试封装，且企业正在所封装的分支器进行评价。在这里还要建设用于有源器件封装的激光焊接系统，据印度信息技术部透露。 此外，印度北方的国立Pilani研究所已经开发了激光二极管芯片；与此同时，在新德里的印度技术学院正在开发光放大器系统；印度还有一家研究所利用聚合体作为固定和柔性电极之间的芯层，正在对光器件进行了初步研究。

据信息产业部2007年5月统计，目前中国大陆生产光电子器件的相关企业有1,900多家，从业人员近30万人，主要分布在广东、江苏、上海、浙江和北京。2006年产品总销售收入达1,477亿元人民币。江苏、广东、上海三个地区的产品销售收入分别占总销售收入的38%、24.9%和14.3%(见图1)。2004~2006年产品销售额年复合增长率达42.3%，预计2007年产品总销售收入将增长30%，达到240亿美元(见图2)。但产业化大部分是低端产品，中档及高端产品缺乏自主创新的技术。 近几年中国大陆光电子|激光器件器件的进出口额快速增长。其中出口额从2003年的21.05亿美元，增长到2006年的85.34亿美元，复合增长率达59.5%。出口额最大的是液晶显示板，占总出口额的71.9%，其次是发光二极管、彩色阴极射线电视显像管和装有液晶装置或发光二极管的显示板。出口额增长较快的是电视摄像管零件、激光器、装有液晶装置或发光二极管的显示板和变像管及图像增强管，分别增长278.9%、185.3%、70.9%和43.8%。预计2007年出口额将增长47.9%，达到126.26亿美元。进口额从2003年的75.38亿美元，增长到2006年的180.29亿美元，复合增长率达33.7%。进口额最大的也是液晶显示板，为156亿美元，占总进口额的86.9%，其次为发光二极管和彩色阴极射线电视显像管。进口额增长较快的是电视摄像管零件、雷达显示管零件、变像管及图像增强管和激光器，增速分别为735.5%、444%、76.1%和41.3%。预计2007年出口额将增长25.0%左右，达到225亿美元(见图3)。

“十五”期间，中国专门制定了以发展“信息光电子器件与集成技术”为主题的“863计划”。 在科研与产业化方面取得了突飞猛进的发展，在很多领域同国外发达国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。在推动产业化方面，建立了北京、武汉、石家庄、深圳等十几个成果转化基地。 据信息产业部2007年5月统计，目前中国大陆生产光电子|激光器件|激光器件的相关企业有1,900多家，从业人员近30万人，主要分布在广东、江苏、上海、浙江和北京。2006年产品总销售收入达1,477亿元人民币。江苏、广东、上海三个地区的产品销售收入分别占总销售收入的38%、24.9%和14.3%。2004~2006年产品销售额年复合增长率达42.3%，预计2007年产品总销售收入将增长30%，达到240亿美元。但产业化大部分是低端产品，中档及高端产品缺乏自主创新的技术。 近几年中国大陆光电子器件的进出口额快速增长。其中出口额从2003年的21.05亿美元，增长到2006年的85.34亿美元，复合增长率达59.5%。出口额最大的是液晶显示板，占总出口额的71.9%，其次是发光二极管、彩色阴极射线电视显像管和装有液晶装置或发光二极管的显示板。出口额增长较快的是电视摄像管零件、激光器、装有液晶装置或发光二极管的显示板和变像管及图像增强管，分别增长278.9%、185.3%、70.9%和43.8%。预计2007年出口额将增长47.9%，达到126.26亿美元。进口额从2003年的75.38亿美元，增长到2006年的180.29亿美元，复合增长率达33.7%。进口额最大的也是液晶显示板，为156亿美元，占总进口额的8

“十五”期间，中国专门制定了以发展“信息光电子器件与集成技术”为主题的“863计划”。 在科研与产业化方面取得了突飞猛进的发展，在很多领域同国外发达国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。在推动产业化方面，建立了北京、武汉、石家庄、深圳等十几个成果转化基地。 据信息产业部2007年5月统计，目前中国大陆生产光电子|激光器件器件的相关企业有1,900多家，从业人员近30万人，主要分布在广东、江苏、上海、浙江和北京。2006年产品总销售收入达1,477亿元人民币。江苏、广东、上海三个地区的产品销售收入分别占总销售收入的38%、24.9%和14.3%(见图1)。2004~2006年产品销售额年复合增长率达42.3%，预计2007年产品总销售收入将增长30%，达到240亿美元(见图2)。但产业化大部分是低端产品，中档及高端产品缺乏自主创新的技术。 近几年中国大陆光电子器件的进出口额快速增长。其中出口额从2003年的21.05亿美元，增长到2006年的85.34亿美元，复合增长率达59.5%。出口额最大的是液晶显示板，占总出口额的71.9%，其次是发光二极管、彩色阴极射线电视显像管和装有液晶装置或发光二极管的显示板。出口额增长较快的是电视摄像管零件、激光器、装有液晶装置或发光二极管的显示板和变像管及图像增强管，分别增长278.9%、185.3%、70.9%和43.8%。预计2007年出口额将增长47.9%，达到126.26亿美元。进口额从2003年的75.38亿美元，增长到2006年的180.29亿美元，复合增长率达33.7%。进口额最大的也是液晶显示板，为156亿美元，

摘要:本文分析了目前光纤陀螺所用到的主要光电子器件,包括光源、多功能光电集成芯片和光电检测器。对于各器件,阐述了其工作原理和应用现状,并指出了某些相关的发展动向和新的研发思路及方案。关键词:光电子器件、光纤陀螺、光源、集成芯片、光电检测器光纤陀螺在当今的惯性传感领域具有特殊的重要意义,发达国家对于其在军事和民用领域的实用化进行了大量的研究,并取得了丰硕的成果。我国也已将光纤陀螺仪及其所构成的导航系统作为惯性技术领域未来二十年的主攻方向。本文分析了目前光纤陀螺中所用到的主要光电子器件,对于各器件,阐述了其工作原理和应用现状,并指出了某些器件的发展动向,给出了新的研发思路和方案。光纤陀螺中所用到的光电子器件主要包括光源、多功能光电集成芯片和光电检测器。一、光纤陀螺中的光源器件对于各种类型的光纤陀螺而言,光源始终是其极为关键的一个组成部分,在很大程度上,光源决定了光纤陀螺的精度及其它性能。不同种类或不同精度的光纤陀螺对光源的谱宽、功率及工作波长均有各自不同的要求。对于干涉型光纤陀螺而言,光源的谱越宽,就越有利于精度的提高,当然,前提条件是光源的输出功率和波长稳定性要保证在一定的水平；而对于谐振型光纤陀螺来说,由于其工作及检测机理的不同,导致对光源谱宽的要求截然相反,一般要求光源谱宽保证在100kHz以内。在现有技术条件下,提高光源的输出及耦合功率,对于要求宽谱光源的干涉型光纤陀螺尤为重要,因为,增加光源的输出及耦合功率,就可以改善陀螺中的信噪比,从而提高陀螺的检测精度。而对于要求窄谱光源的谐振型光纤陀螺,解决光源输出及耦合功率的问题,预计要来得容易些。有关光源工作波长的选择,原则上