纳米光电子器件有何进展

　　随着信息产业的不断发展，该行业对于集成电路器件的性能要求越来越严格，这使得工程师们不断探索现有电路器件集成度极限的方法。随着亚微米、深亚微米以及微电子机械系统(MEMS)的不断发展，纳米电子学以及纳米光电子学随之发展起来，并且纳米量子器件作为其产物继承了此类技术的优势。

　　摘要：纳米光电子技术是一门新兴科技，近年来随着其发展及研究受到越来越多学者和专家的关注，该技术的应用更是成为现代人们关注的热点。文章主要针对纳米光电子器件展开分析，并对其未来发展方向进行了阐述。

　　关键词：纳米光电子器件;发展进展;发展趋势

　　纳米量子器件能够根据其特征分为纳米电子器件以及纳米电子光器件。纳米电子器件由共振隧穿器件、量子点器件以及单电子器件等部件组成;而纳米光电子器件主要是由基于应变自组装的纳米激光器、量子点红外光电探测器等部件组成。

　　1纳米光电子器件的进展

　　在现阶段中已经研制出并在实际生产中能够使用的纳米光电子器件有：纳米激光器、量子点红外光电探测器、InGaAs/GaAs多量子限自电光效应器件、垂直腔面发射激光器、聚光物发光二极管等器件。

　　1.1纳米导线激光器

　　纳米导线激光器能够发射出世界最小的激光，其直径小于人体毛发的千分之一。该激光器除了能够发射紫外激光，还能够发射蓝色-深紫外的激光。研究人员发现，在纯氧化锌晶体中运用取向附生技术能够制造出此类激光器。纳米导线激光器在制造过程中首先需要制造纳米导线，也就是在纯氧化锌的表层上制造一条直径为20nm～150nm且长度为10000nm的导线，其次，当研究人员在温室中使用一种激光照射在纯氧化锌表层上的导线中时，纯氧化锌晶体被激活，其会发射一种波长仅为17nm的激光。纳米导线激光器能够被应用于鉴别化学物质等工作中，并且能够促使磁盘的存储空间增长。

　　1.2紫外纳米激光器

　　紫外纳米激光器能够发射直径小于0.3nm，波长为385nm的激光，并且该激光器件具有制作简单、亮度高、体积小、性能好的优势，能够在高密度纳米线阵列的制作中起到较好的效果，因此，紫外纳米激光器被应用于现代许的GaAs器件无法设计的领域。该激光器主要是应用了催化外延晶体生长的气相输运法合成的原理：(1)将蓝宝石底部贴上一层1nm～3.5nm厚的金膜;(2)将贴膜后的蓝宝石放置在氧化铝上，并将底部与材料放置氨气中加热至880℃～905℃，就能够生产Zn蒸汽;(3)将Zn蒸汽与蓝宝石底部相连，于2～10min中蓝宝石底部会生成截面积为六边形2～10um的纳米线。相关文献表示，ZnO纳米线能够生成天然的激光腔，其能够发射直径为20nm～150nm的激光，并且大部分激光的直径在70nm～100nm左右。ZnO纳米线在发生光谱期间，其激光的功率会随着泵浦功率的增大而增大，当泵浦功率超过ZnO纳米线的最大阀值时，放射激光会达到峰值[1]。这种现象使得研究人员发现了：当ZnO纳米线受激发射激光时，能够将其作为一种天然的谐振腔，并且通过调整能够成为比较理想的微型激光光源。该激光器能够在光计算、信息储存以及纳米分析仪等方面起到较好的应用效果。

　　1.3量子阱激光器

　　自从半导体片的线路宽度由蚀刻影响，其宽度能够降到100nm以下，并且仅有少数电子能够在电路移动，电路移动电子数量的变化都会为电路造成严重的影响，为了有效降低这种影响，量子阱激光器就孕育而生了。在量子力学的理论中，量子阱是指将能够约束电子运动并使其量子化的势场。量子阱激光器就是运用该原理将量子约束于半导体激光器的有源层中，并使其量子化，从而产生量子能级，也就促使能级之间的电子运动能够被约束和限制。现阶段所研发出的量子阱激光器有两种不同的类型，一种是量子线激光器，另一种是量子点激光器。

　　量子线激光器能够通过提高音频、视频、Internet以及其他使用光纤网络通讯技术的信息传达速度，其能够使计算器的反应速度以及通信设备的信息传递速度更加迅速。量子点激光器能够控制小电子群的运动，使其不产生量子效应，但是由于其具有一定的难度，导致现阶段的量子点激光器的研究受到了一定的影响，其影响因素来自许多方面，其中包括温度、技术等方面的影响。

　　阅读期刊：《光学与光电技术》

　　《光学与光电技术》以“武汉中国光谷”为依托，是中国光学学会光电技术专业委员会,中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会,中国造船工程学会光电技术专业委员会,湖北省光学学会,湖北省激光学会会刊。2007年被收录为“中国科技论文统计源期刊”(中国科技核心期刊),在本刊发表论文，一律免收版面费和审稿费。

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