光电子信息材料概论》课程概论

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1、光电子信息材料概论主讲人：张顺平华中科技大学材料学院《学科概论》专题之——自我简介张顺平华中科技大学材料学院00级本科09年博士毕业，留校任教替曾大文教授代一堂学科概论专题联系方式：pszhang001@gmail.com希望能与各位同学共同学习！信息获取信息传输信息存储信息显示信息处理信息技术的主要环节材料是实现信息技术的基础和载体什么是信息？信息的表现形态很简单，主要是数据、文字、声音、图像四种，但现在，信息已是一个内涵广泛的概念。作为美国国家标准的《IEEE电学和电子学名词标准词典》(1988年7月第四版)中把信息(I

2、nformation)定义为“信息是按已知协议赋于一定含义的数据”。知识可以理解为信息的升华----经过概括、提升、验证了的信息，反过来，当知识用于指导生产、规范社会生活时，它仍然充分体现出来的是它的信息属性，因此也有人狭义地认为信息就是知识。但不管对信息的定义如何理解，今天人们已经认同，信息是一种资源，一种资产，是现代社会中与物质（材料）、能源同样重要的、生存发展必不可少的三大资源之一。有人做出过这样的定义：人类社会中的知识，需要利用和传播的，叫作信息。可见信息与知识密切相关。什么是信息技术？广义地讲，信息技术是扩展人类信

3、息器官功能的一类技术，具体说，信息技术是指包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等在内的总称。信息技术对社会各行各业均具有极强的渗透力，信息技术的蓬勃发展，成为加速经济、社会变革的强大推动力，使生产自动化、金融自动化、办公自动化、服务自动化、军事指挥自动化等能得以实现。当今社会的各个方面，广至空间宇宙，微到原子和电子，无论是科研、生产、社会交往、家庭生活乃至作战指挥，无一例外地均与信息技术结下不解之缘。信息技术的飞速进步，使得整个社会的生产方式、生活方式、思维观念都在经历一场的深刻变化。生产效率成百倍地增长，为

4、生产和生活服务的自动化、电子化、“傻瓜”化的设备和生活日用品，花样翻新、层出不穷。由于信息技术的广泛利用，人的大脑“扩展”了，人的四肢“延长”了，人的“能量”增大了，人的时空观念也改变了，从而使得整个世界融为一体，地球由此变“小”，外星球与人类更接近，“天涯若比邻”也从诗人的幻想变为真正的现实。……在人们尽情享受当代信息技术所带来的方便、欢欣的时候，不知有多少人能意识到在信息技术的“花花世界”背后，还有一个支撑这个“花花世界”的“材料王国”？什么是信息材料？信息材料主要是指用于信息的收集、存储、处理、传递和显示的微电子材料和

5、光电子材料。微电子材料和光电子材料的发展历程也就是信息材料的主要发展历程。微电子材料和光电子材料是微电子技术和光电子技术的基础和先导，因此，了解微电子技术和光电子技术的发展历程。就能清楚地看出微电子材料和光电子材料的发展历程。微电子技术的精华是集成电路技术，微电子技术是随着集成电路技术的发展而发展起来的，集成电路技术又是从半导体晶体管技术发展起来的。而半导体晶体管的诞生则建立在人类对半导体材料的研究基础上。因此，可以说微电子材料是在半导体材料，特别是硅材料的基础上发展起来的。其中，（微）电子学是研究电子输运过程的学问。与分立

6、元器件电路的不同。集成电路结构和集成工艺的显著特点是：1．电路所包含的元件和器件都集成在几何尺寸十分小的晶片(芯片)上。2．组成电路的所有元器件都是在相同的工艺条件下，同时经历同一的工艺流程。光电子技术是在激光技术的基础上发展起来的。激光的发明把电子学推到了光频波段。光电子学就是光波波段（红外线、可见光、紫外线和软X射线）的电子学。与微电子技术相比，光电子技术的最重要特点是波长短、相干性好。因此，光电子技术具有分辨率高、存储和通信容量大的优点。光电子技术主要包括半导体激光器技术、光纤通信技术、光存储技术、光显示技术、光电探测

7、技术、光信息处理技术以及集成光路、光电子集成回路技术。用于这些光电子技术的光电子材料是微电子材料之外的另一类重要的信息材料。信息材料是一个庞大的家族。它包括以集成电路材料为代表的微电子材料和以半导体激光器、光通信、光存储、光传感、光显示、光处理、集成光路、光电子集成电路材料为代表的光电子材料。信息获取人类通过自身的感觉器官从外界获取信息自古以来，人类通过自身的感觉器官，或者耳听目视、或者手触鼻嗅从外界获取信息。而面对或者来自遥远星际的微弱光亮、或者身边那些看不见、摸不着事件（如红外光、磁场、微量气体等），人类无法获得相关信息

8、。更为重要的是，人类难于从周围世界中获取定量信息，也就难于通过感官将50℃与55℃热水区分开来。而定量信息对于人类的生存和生活至关重要。聪明的人类“知耻而后勇”，通过长期的实践，发明了各种各样的传感器，延伸和强化了自身的感官，从而能通过多种途径获得更多、更复杂的信息。传感器及技术得以广泛应