微纳加工技术在光电子领域起到什么作用

2022-03-22

博研小编发现在过去的50多年中，微纳加工技术的进步极大地促进了微电子技术和光电子技术的发展。

微电子技术的发展以超大规模集成电路为代表，集成度以每18个月翻一番的速度提高，使得以90nm为最小电路尺寸的集成电路芯片已经开始批量生产.以光刻与刻蚀为基础的平面为加工技术已经成为超大规模集成电路的技术核心，随着电子束光刻技术和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术的出现，平面微纳加工工艺正在推动以单电子器件与自旋电子器件为代表的新一代纳米电子学的发展.

当微纳加工技术应用到光电子领域，就形成了新兴的纳米光电子技术，主要研究纳米结构中光与电子相互作用及其能量互换的技术.纳米光电子技术在过去的十多年里。

一方面，以低维结构材料生长和能带工程为基础的纳米制造技术有了长足的发展，包括分子束外延(MBE)、金属有机化学气相淀积(MOCVD)和化学束外延(CBE)，使得在晶片表面外延生长方向(直方向)的外延层精度控制到单个原子层，从而获得了具有量子尺寸效应的半导体材料;

另一方面，平面纳米加工工艺实现了纳米尺度的光刻和横向刻蚀，使得人工横向量子限制的量子线与量子点的制作成为可能.同时，光子晶体概念的出现，使得纳米平面加工工艺广泛地应用到光介质材料折射率周期性的改变中。

微纳加工技术的发展，将促进纳米光电子器件向更深更广的方向发展。微纳加工的半导体纳米结构在光电子领域带来许多新的量子物理效应，如量子点的库仑阻塞效应和光子辅助隧穿效应，光子晶体的光子带隙效应等。对这些新的纳米结构带来的新现象的研究将为研制新原理基础上的新器件打下基础。

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