基于GaAs和InP基的超晶格、量子阱材料已經發展得很成熟,廣泛地應用于光通信、移動通訊、微波通訊的領域。量子級聯激光器是一個單極器件,是近十多年才發展起來的一種新型中、遠紅外光源,在自由空間通信、紅外對抗和遙控化學傳感等方面有著重要應用前景。它對MBE制備工藝要求很高,整個器件結構幾百到上千層,每層的厚度都要控制在零點幾個納米的精度,我國在此領域做出了國際先進水平的成果;又如多有源區帶間量子隧穿輸運和光耦合量子阱激光器,它具有量子效率高、功率大和光束質量好的特點,我國已有很好的研究基礎;在量子點(線)材料和量子點激光器等研究方面也取得了令國際同行矚目的成績。
小結
從整個半導體材料和信息技術發展來看,目前的信息載體主要是電子,即電子的電荷(電流)。電子還有一個屬性,電子的自旋,我們尚未用上。如果我們再把電子的自旋用上,就增加了一個自由度,這也是人們目前研究的方向之一。我們從電子材料硅、鍺發展到光電子材料GaAs和InP,GaN等,就是電子跟光子可以結合一起使用的材料,光電子材料比電子材料的功能更強大;再下一代的材料很可能是光子材料。我們現在只用了光子的振幅,而光的偏振和光的位相應用還未開發出來,所以這給我們研究者留下了非常廣闊的天地。從材料的發展來看,從塊體材料向薄層、超薄層,低維(納米)結構材料和功能芯片材料方向發展;功能芯片可能是有機跟無機的結合,也可以是生命與有機和無機的結合,這也為我們提供了一個非常廣闊的創新的天地,我相信人們將來能在這個領域大有作為。 【原標題:王占國:半導體材料的過去、現在和將來】