新型材料的应用及其意义

新型材料的应用及其意义

光电子材料
optoelectronic material

在光电子技术领域应用的，以光子、电子为载体，处理、存储和传递信息的材料。光电子技术是结合光学和电子学技术而发展起来的一门新技术，主要应用于信息领域，也用于能源和国防领域。已使用的光电子材料主要分为光学功能材料、激光材料、发光材料、光电信息传输材料（主要是光导纤维）、光电存储材料、光电转换材料、光电显示材料（如电致发光材料和液晶显示材料）和光电集成材料。

（一）新型光电子材料及相关基础材料、关键设备和特种光电子器件

1、光电子基础材料、生长源和关键设备
研究目标：突破新型生长源关键制备技术，掌握相关的检测技术；突破半导体光电子器件的基础材料制备技术，实现产业化。
研究内容及主要指标：
1) 高纯四氯化硅(4N)的纯化技术和规模化生产技术(B类，要求企业负责并有配套投入)
2) 高纯(6N)三甲基铟规模化生产技术(B类，要求企业负责并有配套投入)
3) 可协变(Compliant)衬底关键技术(A类)
4) 衬底材料制备与加工技术(B类)
重点研究开发外延用蓝宝石、GaN、SiC等衬底材料的高标抛光产业化技术（Epi-ready级）；大尺寸（>2"）蓝宝石衬底材料制备技术和产业化关键技术。蓝宝石基GaN器件芯片切割技术。
5) 用于平板显示的光电子基础材料与关键设备技术(A类)
大面积(对角线>14〃)的定向排列碳纳米管或纳米棒薄膜生长的关键技术; 等离子体平板显示用的新型高效荧光粉的关键技术。

2、人工晶体和全固态激光器技术
研究目标：研究探索新型人工晶体材料与应用技术，突破人工晶体的产业化关键技术，研制大功率全固态激光器，解决产业化关键技术问题。
研究内容及主要指标：
1) 新型深紫外非线性光学晶体材料和全固态激光器(A类);
2) 面向光子/声子应用的人工微结构晶体材料与器件 (A类);
3) 研究开发瓦级红、蓝全固态激光器产业化技术(B类)，高损伤阈值光学镀膜关键技术(B类)，基于全固态激光器的全色显示技术(A类);
4) 研究开发大功率半导体激光器阵列光纤耦合模块产业化技术(B类);
5) Yb系列激光晶体技术(A类)。

3、新型半导体材料与光电子器件技术
研究目标：重点研究自组装半导体量子点、ZnO晶体和低维量子结构、窄禁带氮化物等新型半导体材料及光电子器件技术。
研究内容及主要指标：
1) 研究ZnO晶体、低维量子结构材料技术，研制短波长光电子器件 (A类)
2) 自组装量子点激光器技术 (A类)
3) Ⅲ-Ⅴ族窄禁带氮化物材料及器件技术(A类)
4) 光泵浦外腔式面发射半导体激光器(A类)

4、 光电子材料与器件产业化质量控制技术(A类)
研究目标：发展人工晶体与全固态激光器、GaN基材料及器件表征评价技术，解决产业化质量控制关键技术。
研究内容：重点研究人工晶体与全固态激光器、GaN基材料及器件质量监测新方法与新技术，相关产品测试条件与数据标准化研究。

5、光电子材料与器件的微观结构设计与性能预测研究(A类)
研究目标：提出光电子新材料、新器件的构思，为原始创新提供理论概念与设计
研究内容：针对光电子技术的发展需求，结合本主题的研制任务，采用建立分析模型、进行计算机模拟，在不同尺度（从原子、分子到纳米、介观及宏观）范围内，阐明材料性能与微观结构的关系，以利性能、结构及工艺的优化。解释材料制备实验中的新现象和问题，预测新结构、新性能，预报新效应，以利材料研制的创新。低维量子结构材料新型表征评价技术和设备。

（二）通信用光电子材料、器件与集成技术

1、集成光电子芯片和模块技术
研究目标：突破并掌握用于光电集成(OEIC)、光子集成(PIC)与微光电机械(MOEMS)方面的材料和芯片的关键工艺技术，以典型器件的研制带动研究开发工艺平台的建设和完善，探索集成光电子系统设计和工艺制造协调发展的途径，促进芯片、模块和组件的产业化。
研究内容及主要指标：
1) 光电集成芯片技术
(1)速率在2.5Gb/s以上的长波长单片集成光发射机芯片及模块关键技术(A类)
(2) 高速 Si基单片集成光接收机芯片及模块关键技术(A类)
2) 基于平面集成光波导技术的OADM芯片及模块关键技术(A类)
3) 平面光波导器件的自动化耦合封装关键技术(B类)
4) 基于微光电机械(MOEMS)芯片技术的8′8以上阵列光开关关键技术(A类)
5) 光电子芯片与集成系统(Integrated System)的无生产线设计技术研究(A类)

2、 通信光电子关键器件技术
研究目标：针对干线高速通信系统和密集波分复用系统、全光网络以及光接入网系统的需要，重点进行一批技术含量高、市场前景广阔的目标产品和单元技术的研究开发，迅速促进相应产品系列的形成和规模化生产，显著提高我国通信光电子关键器件产业的综合竞争能力。
研究内容及主要指标：
(1) 速率在10Gb/s以上的高速光探测器组件(PIN-TIA) 目标产品和规模化生产技术，直接调制DFB-LD目标产品和规模化生产技术，光转发器(Transponder)目标产品和规模化生产技术；(均为B类，要求企业负责并有配套投入)
(2) 40通道、0.8nm间隔EDFA动态增益均衡关键技术(A类)；
(3) InGaNAs高性能激光器研究(A类)；
(4) 光波长变换器关键技术和目标产品(B类)；
(5) 可调谐激光器目标产品(A类)；
(6) 用于无源光网络(EPON)的突发式光收发模块关键技术和目标产品(B类)。

3、光纤制造新技术及新型光纤
研究目标：研究开发并掌握具有自主知识产权的光纤预制棒制造技术；研究开发新一代通信光纤，推动光纤通信系统在高速、大容量骨干网以及接入网中的应用。
研究内容和主要指标：
1) 光纤预制棒制造新技术(B类，要求企业负责并有配套投入)；
2) 新型特种光纤(A类)。

（三）面向信息获取、处理、利用的光电子材料与器件

1．GaN材料和器件技术
研究目标：重点突破用于蓝光激光器衬底的GaN体单晶生长技术。
研究内容及主要指标：
大面积、高质量GaN体单晶生长技术。

2、超高亮度全色显示材料与器件应用技术
研究目标：研究开发用于场致电子发射平板显示器（FED）材料和器件结构，以及超高亮度冷阴极发光管制作和应用的关键技术。
说明：等离子体平板显示器和高亮度、长寿命有机发光器件（OLED）和FED的产业化关键技术将于"平板显示专项"中考虑。
研究内容及主要指标：
1) 超高亮度冷阴极发光管制作和应用的关键技术(A类);
2) 研制FED用的、能够在低电压下工作的新型冷阴极电子源结构、新型冷阴极电子发射材料(A类)。

3、超高密度光存储材料与器件技术
研究目标：发展具有自主知识产权的超高密度、大容量、高速度光存储材料和技术，达到国际先进水平，为发展超高密度光存储产业打下基础。
研究内容及主要指标：
1) DVD光头用光源和非球面透镜等产业化关键技术(B类)；
2) 新型近场光存储材料和器件(A类)。

4、光传感材料与器件技术
研究目标：以特殊环境应用为目的，实现传感元器件的产业化技术开发；研究开发新型光电传感器。
研究内容及主要指标：
1) 光纤光栅温度、压力、振动传感器的产业化技术(B类，要求企业负责并有配套投入);
2) 锑化物半导体材料及室温无制冷红外焦平面探测器技术(A类);
3) 大气监测用高灵敏红外探测器及其列阵(A类) ;
4) 基于新概念、新原理的光电探测技术(A类);

5、新型有机光电子材料及器件
研究目标：研究开发新型有机半导体材料及其在光显示等领域的应用。
研究内容及主要指标：：
1) 有机非线性光学材料及其在全光光开关中的应用(A类);
2) 有机半导体薄膜晶体管材料与器件技术(A类)。