2．寬禁芾化合物半導(dǎo)體納米材料
    寬禁。帶半導(dǎo)體材料能在可見(jiàn)光波段實(shí)現(xiàn)高效率的光電轉(zhuǎn)換，具有很好的應(yīng)用前景，而化合物半導(dǎo)體納米材料就是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料。目前進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的寬禁帶化合物半導(dǎo)體納米材料有氧化鋅和氮化鎵。
    1)氧化鋅納米材料
    Zn0作為一種壓電、壓敏和氣敏材料，很早便在電子敏感器件中應(yīng)用。但納米Zn0展現(xiàn)出新的特殊性能，使其在激光領(lǐng)域嶄露頭角。利用納米Zn0可以實(shí)現(xiàn)短波光發(fā)射和紫外激光發(fā)射，并且容易改變光譜發(fā)射結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)可見(jiàn)光（2個(gè)量級(jí)）和紫外（1個(gè)量級(jí)）光的發(fā)射強(qiáng)度；利用納米Zn()的自組裝行為得到Zn0納米線陣列激光器件；制造遠(yuǎn)紅外線反射纖維的材料等。
    2)氮化鎵納米材料
    GaN寬禁帶化合物半導(dǎo)體納米材料在信息存儲(chǔ)、顯示、打印等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。利用GaN材料體系，可以制備藍(lán)藍(lán)紫、紫外光IEDs以及高頻、大功率電子器件以及紫外(UV)光探測(cè)器。此外，GaN基白光LED通過(guò)多種技術(shù)改進(jìn)可以提高發(fā)光效率，并且可以利用具備自聚焦透鏡作用的結(jié)構(gòu)制造大功率高亮度LED芯片，是下一代固態(tài)照明光源的基石。

    3．半導(dǎo)體超晶格材料
    半導(dǎo)體超晶格材料是一種人造的納米級(jí)的特殊半導(dǎo)體材料，由于其獨(dú)特的性能可能咸為未來(lái)半導(dǎo)體主流技術(shù)而受到廣泛關(guān)注。
    傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)使用的是天然的晶態(tài)半導(dǎo)體材料，隨著半導(dǎo)體科技的發(fā)展，天然半導(dǎo)體材料的潛力已經(jīng)接近枯竭，已經(jīng)不能滿足電子信息技術(shù)的發(fā)展需求，人們開(kāi)始嘗試“按需人造”，半導(dǎo)體超晶格材料應(yīng)運(yùn)而生。
    在嚴(yán)格的技術(shù)條件下，采用各種技術(shù)措施，例如分子束外延( MBE)、化學(xué)氣相淀積(CVD)、液相外延(LPE)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積(MOCVD)、化學(xué)束外延(CBE)等方法，在晶體襯底上一層疊一層地生長(zhǎng)出不同材料的納米級(jí)薄膜來(lái)，每層只有幾個(gè)原子層，這樣生長(zhǎng)出來(lái)的材料叫超晶格材料。在超晶格材料中，薄膜層載流子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由三維向二維、一維甚至零維轉(zhuǎn)變，使其具有原來(lái)天然半導(dǎo)體材料不具備的、十分獨(dú)特的性能。有人把這種天然到人造的轉(zhuǎn)化，形象地用“摻雜工程”到“能帶工程”轉(zhuǎn)換來(lái)概括其本質(zhì)。超品格材料的出現(xiàn)將進(jìn)一步促進(jìn)半導(dǎo)體器件的發(fā)展，從而開(kāi)辟半導(dǎo)體發(fā)展的新天地。
    分子束外延技術(shù)是制備半導(dǎo)體超晶格材料的主要技術(shù)，圖4.2.12所示為MBE的結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在人們已經(jīng)可以利用MBE,制備材料組成的異質(zhì)結(jié)和超品格。GaAs/AIGaAs材料體系、GaAs襯底上和InP襯底上的InGaAs/AIGaAs材料體系以及SiGe/Si異質(zhì)結(jié)超品格是近年開(kāi)發(fā)出的幾種重要的半導(dǎo)體超晶格，其中有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。 

                            
    4．硅基半導(dǎo)體納米材料
    硅基半導(dǎo)體材料的尺寸達(dá)到納米級(jí)(納米硅晶、納米硅線，約為6nm)時(shí)，在靠近可見(jiàn)光波段就會(huì)有較強(qiáng)的發(fā)光現(xiàn)象。同時(shí)，硅基納米結(jié)構(gòu)如Si0₂納米線和多孔硅的發(fā)光現(xiàn)象，表明硅和硅基半導(dǎo)體納米材料在電子和光電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
    1)硅和二氧化硅納米線
    基于量子限域效應(yīng),Si納米線(SiNWs)、Si納米管(SiNTs)以及其他Si納米結(jié)構(gòu)具有特異的電學(xué)、光學(xué)、機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)，可制成一維量子線、高速場(chǎng)發(fā)射晶體管和小型微波發(fā)射器等功能元件。
    硅納米線的量子限域效應(yīng)與材料的低維度相關(guān)，襯底上生長(zhǎng)的Si納米線有很高的表面/體積比。SiNWs具有很多潛在的應(yīng)用前景，如制造高容量、小尺寸可充電電池以及用SiNWs作鋰電池的電極材料，其容量比傳統(tǒng)的高8倍。
    2)多孔硅
    近年，多孔硅在微電子及光電子學(xué)等領(lǐng)域，如在發(fā)光器件、大屏幕顯示等方面有較多應(yīng)用。更重要的是，多孔硅可能為以硅為基底的光電子學(xué)的發(fā)展開(kāi)啟新路，將多孔硅發(fā)光性能與已經(jīng)高度發(fā)展的集成電路技術(shù)結(jié)合起來(lái)，具有巨大的應(yīng)用前景，使多孔硅成為納米電子材料中引人注目的熱點(diǎn)。
    多孔硅是一種具有非晶體特性的特殊材料。采用一定技術(shù)制造的多孔硅，硅層中形成許多孤立的孑L洞，當(dāng)孔度達(dá)到80%時(shí)，相鄰的孔將連通，而留下一些孤立的晶柱或晶絲，稱為量子線，如圖4.2.13(a)所示，而且量子線的結(jié)構(gòu)是有序的；圖4.2.13 (b)是多孔硅的結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)為無(wú)規(guī)則的珊瑚狀，其中包含了一些絲狀物，這就是量子線。

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