半導體論文大全11篇

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篇（1）

1半導體材料的戰略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展并逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。

2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢

2.1硅材料

從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發展的總趨勢。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實現大規模工業生產，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術正處在由實驗室向工業生產轉變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產線已經投入生產，300mm，0.13μm工藝生產線也將在2003年完成評估。18英寸重達414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實驗室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。

從進一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成為硅材料發展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smartcut）和SIMOX材料等也發展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在開發中。

理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應對現有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統集成芯片技術等來提高ULSI的集成度、運算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計算和DNA生物計算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導體材料研發的重點。

2.2GaAs和InP單晶材料

GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨特的優勢。

目前，世界GaAs單晶的總年產量已超過200噸，其中以低位錯密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導電GaAs襯底材料為主；近年來，為滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發展很快。美國莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產線。InP具有比GaAs更優越的高頻性能，發展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關鍵技術尚未完全突破，價格居高不下。

GaAs和InP單晶的發展趨勢是：

（1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產，預計本世紀初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業應用。

（2）。提高材料的電學和光學微區均勻性。

（3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯。

（4）。GaAs和InP單晶的VGF生長技術發展很快，很有可能成為主流技術。

2.3半導體超晶格、量子阱材料

半導體超薄層微結構材料是基于先進生長技術（MBE，MOCVD）的新一代人工構造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設計思想，出現了“電學和光學特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態量子器件的基礎材料。

（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。

GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應變補償材料體系已發展得相當成熟，已成功地用來制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質結雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達500GHz，HEMT邏輯電路研制也發展很快。基于上述材料體系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發光二極管和紅光激光器以及大功率半導體量子阱激光器已商品化；表面光發射器件和光雙穩器件等也已達到或接近達到實用化水平。目前，研制高質量的1.5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅動電路所需的低維結構材料是解決光纖通信瓶頸問題的關鍵，在實驗室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實驗。另外，用于制造準連續兆瓦級大功率激光陣列的高質量量子阱材料也受到人們的重視。

雖然常規量子阱結構端面發射激光器是目前光電子領域占統治地位的有源器件，但由于其有源區極薄（～0.01μm）端面光電災變損傷，大電流電熱燒毀和光束質量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區量子級聯耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研制成功980nmInGaAs帶間量子級聯激光器，輸出功率達5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報道了單個激光器準連續輸出功率超過10瓦好結果。最近，我國的科研工作者又提出并開展了多有源區縱向光耦合垂直腔面發射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質量的新型激光器，在未來光通信、光互聯與光電信息處理方面有著良好的應用前景。

為克服PN結半導體激光器的能隙對激光器波長范圍的限制，1994年美國貝爾實驗室發明了基于量子阱內子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯激光器，突破了半導體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯激光器（QCLs）發明以來，Bell實驗室等的科學家，在過去的7年多的時間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進展。2001年瑞士Neuchatel大學的科學家采用雙聲子共振和三量子阱有源區結構使波長為9.1μm的QCLs的工作溫度高達312K，連續輸出功率3mW.量子級聯激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調制器和無線光學連接等方面顯示出重要的應用前景。中科院上海微系統和信息技術研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子級聯激光器；中科院半導體研究所于2000年又研制成功3.7μm室溫準連續應變補償量子級聯激光器，使我國成為能研制這類高質量激光器材料為數不多的幾個國家之一。

目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結構材料發展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產型的MBE和M0CVD設備已研制成功并投入使用，每臺年生產能力可高達3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的PicogigaMBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產型MBE和MOCVD設備的成熟與應用，必然促進襯底材料設備和材料評價技術的發展。

（2）硅基應變異質結構材料。

硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發光效率就成為一個亟待解決的問題。雖經多年研究，但進展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結構，Ge／Si量子點和量子點超晶格材料，Si／SiC量子點材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發光器件和有關納米硅的受激放大現象的報道，使人們看到了一線希望。

另一方面，GeSi／Si應變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止頻率已達200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。

盡管GaAs／Si和InP／Si是實現光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數等不同造成的高密度失配位錯而導致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進展。

2.4一維量子線、零維量子點半導體微結構材料

基于量子尺寸效應、量子干涉效應，量子隧穿效應和庫侖阻效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎。它的發展與應用，極有可能觸發新的技術革命。

目前低維半導體材料生長與制備主要集中在幾個比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進展。俄羅斯約飛技術物理所MBE小組，柏林的俄德聯合研制小組和中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續輸出功率高達3.6～4W.特別應當指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點激光器的有源區材料結構中引入應力緩解層，抑制了缺陷和位錯的產生，提高了量子點激光器的工作壽命，室溫下連續輸出功率為1W時工作壽命超過5000小時，這是大功率激光器的一個關鍵參數，至今未見國外報道。

在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進展，1994年日本NTT就研制成功溝道長度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國又報道了可在室溫工作的單電子開關器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工藝技術實現了128Mb的單電子存貯器原型樣機的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應用方面邁出的關鍵一步。目前，基于量子點的自適應網絡計算機，單光子源和應用于量子計算的量子比特的構建等方面的研究也正在進行中。

與半導體超晶格和量子點結構的生長制備相比，高度有序的半導體量子線的制備技術難度較大。中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組，在繼利用MBE技術和SK生長模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結構的基礎上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準（垂直或斜對準）的物理起因和生長控制進行了研究，取得了較大進展。

王中林教授領導的喬治亞理工大學的材料科學與工程系和化學與生物化學系的研究小組，基于無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發技術，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現出高純、結構均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長度可達數毫米。這種半導體氧化物納米帶是一個理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運現象和基于它的功能器件制造。香港城市大學李述湯教授和瑞典隆德大學固體物理系納米中心的LarsSamuelson教授領導的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導體量子線超晶格結構的生長制各方面也取得了重要進展。

低維半導體結構制備的方法很多，主要有：微結構材料生長和精細加工工藝相結合的方法，應變自組裝量子線、量子點材料生長技術，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術，單原子操縱和加工技術，納米結構的輻照制備技術，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學方法制備量子點和量子線的技術等。目前發展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結構的應變自組裝可控生長技術，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結構。

2.5寬帶隙半導體材料

寬帶隙半導體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍、綠光發光二極管（LED）和紫、藍、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應用方面也顯示了廣泛的應用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍綠光發光材料的研究熱點。目前，GaN基藍綠光發光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0.5W.在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達140GHz，fT=67GHz，跨導為260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發展很快。此外，256×256GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業有限公司2000年宣稱，他們采用熱力學方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍光激光器和GaN基電子器件的發展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因為它們在長波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應用前景。

以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進展，2英寸的4H和6HSiC單晶與外延片，以及3英寸的4HSiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍綠光LED業已上市，并參于與以藍寶石為襯低的GaN基發光器件的竟爭。其他SiC相關高溫器件的研制也取得了長足的進步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價格昂貴。

II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點而得到迅速發展。1991年3M公司利用MBE技術率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導體激光（材料）器件研制的。經過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發展和應用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區材料的完整性，特別是要降低由非化學配比導致的點缺陷密度和進一步降低失配位錯和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向實用化前必須要解決的問題。

寬帶隙半導體異質結構材料往往也是典型的大失配異質結構材料，所謂大失配異質結構材料是指晶格常數、熱膨脹系數或晶體的對稱性等物理參數有較大差異的材料體系，如GaN／藍寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發界面處大量位錯和缺陷的產生，極大地影響著微結構材料的光電性能及其器件應用。如何避免和消除這一負面影響，是目前材料制備中的一個迫切要解決的關鍵科學問題。這個問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開辟新的應用領域。

目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍光LED材料和器件已有商品出售外，大多數高溫半導體材料仍處在實驗室研制階段，不少影響這類材料發展的關鍵問題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機理等仍是制約這些材料實用化的關鍵問題，國內外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。

3光子晶體

光子晶體是一種人工微結構材料，介電常數周期的被調制在與工作波長相比擬的尺度，來自結構單元的散射波的多重干涉形成一個光子帶隙，與半導體材料的電子能隙相似，并可用類似于固態晶體中的能帶論來描述三維周期介電結構中光波的傳播，相應光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質量微腔激光器開辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結合脈沖激光蒸發方法，即先用脈沖激光蒸發制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進展，但三維光子晶體的研究，仍是一個具有挑戰性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來制造三維光子晶體，取得了進展。

4量子比特構建與材料

隨著微電子技術的發展，計算機芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。為此，發展基于全新原理和結構的功能強大的計算機是21世紀人類面臨的巨大挑戰之一。1994年Shor基于量子態疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。

所謂量子計算機是應用量子力學原理進行計的裝置，理論上講它比傳統計算機有更快的運算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計算機理想極限。實現量子比特構造和量子計算機的設想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個實現大規模量子計算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實現其邏輯運算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計算機要工作在mK的低溫下。

這種量子計算機的最終實現依賴于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術的發展。除此之外，為了避免雜質對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅里摻入規則的磷原子陣列等是實現量子計算的關鍵。量子態在傳輸，處理和存儲過程中可能因環境的耦合（干擾），而從量子疊加態演化成經典的混合態，即所謂失去相干，特別是在大規模計算中能否始終保持量子態間的相干是量子計算機走向實用化前所必需克服的難題。

5發展我國半導體材料的幾點建議

鑒于我國目前的工業基礎，國力和半導體材料的發展水平，提出以下發展建議供參考。

5.1硅單晶和外延材料硅材料作為微電子技術的主導地位

至少到本世紀中葉都不會改變，至今國內各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴進口。目前國內雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產6英寸的硅外延片，然而都未形成穩定的批量生產能力，更談不上規模生產。建議國家集中人力和財力，首先開展8英寸硅單晶實用化和6英寸硅外延片研究開發，在“十五”的后期，爭取做到8英寸集成電路生產線用硅單晶材料的國產化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規模生產能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應及時布點研制。另外，硅多晶材料生產基地及其相配套的高純石英、氣體和化學試劑等也必需同時給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術的落后局面，進入世界發達國家之林。

5.2GaAs及其有關化合物半導體單晶材料發展建議

GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現在拉晶和晶片加工設備落后，沒有形成生產能力。相信在國家各部委的統一組織、領導下，并爭取企業介入，建立我國自己的研究、開發和生產聯合體，取各家之長，分工協作，到2010年趕上世界先進水平是可能的。要達到上述目的，到“十五”末應形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產能力，以滿足我國不斷發展的微電子和光電子工業的需術。到2010年，應當實現4英寸GaAs生產線的國產化，并具有滿足6英寸線的供片能力。

5.3發展超晶格、量子阱和一維、零維半導體微結構材料的建議

（1）超晶格、量子阱材料從目前我國國力和我們已有的基礎出發，應以三基色（超高亮度紅、綠和藍光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強MBE和MOCVD兩個基地的建設，引進必要的適合批量生產的工業型MBE和MOCVD設備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基藍綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實用化研究是當務之急，爭取在“十五”末，能滿足國內2、3和4英寸GaAs生產線所需要的異質結材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結構材料的生產能力。達到本世紀初的國際水平。

寬帶隙高溫半導體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應擇優布點，分別做好研究與開發工作。

篇（2）

1半導體材料的戰略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術迅速發展并逐步形成了高新技術產業，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發展到“能帶工程”。納米科學技術的發展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。

2幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢

2.1硅材料

從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發展的總趨勢。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實現大規模工業生產，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術正處在由實驗室向工業生產轉變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產線已經投入生產，300mm，0.13μm工藝生產線也將在2003年完成評估。18英寸重達414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實驗室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。

從進一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成為硅材料發展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smartcut）和SIMOX材料等也發展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在開發中。

理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應對現有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統集成芯片技術等來提高ULSI的集成度、運算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計算和DNA生物計算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導體材料研發的重點。

2.2GaAs和InP單晶材料

GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨特的優勢。

目前，世界GaAs單晶的總年產量已超過200噸，其中以低位錯密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導電GaAs襯底材料為主；近年來，為滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發展很快。美國莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產線。InP具有比GaAs更優越的高頻性能，發展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關鍵技術尚未完全突破，價格居高不下。

GaAs和InP單晶的發展趨勢是：

（1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產，預計本世紀初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業應用。

（2）。提高材料的電學和光學微區均勻性。

（3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯。

（4）。GaAs和InP單晶的VGF生長技術發展很快，很有可能成為主流技術。

2.3半導體超晶格、量子阱材料

半導體超薄層微結構材料是基于先進生長技術（MBE，MOCVD）的新一代人工構造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設計思想，出現了“電學和光學特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態量子器件的基礎材料。

（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。

GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應變補償材料體系已發展得相當成熟，已成功地用來制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質結雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達500GHz，HEMT邏輯電路研制也發展很快。基于上述材料體系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發光二極管和紅光激光器以及大功率半導體量子阱激光器已商品化；表面光發射器件和光雙穩器件等也已達到或接近達到實用化水平。目前，研制高質量的1.5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅動電路所需的低維結構材料是解決光纖通信瓶頸問題的關鍵，在實驗室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實驗。另外，用于制造準連續兆瓦級大功率激光陣列的高質量量子阱材料也受到人們的重視。

雖然常規量子阱結構端面發射激光器是目前光電子領域占統治地位的有源器件，但由于其有源區極薄（～0.01μm）端面光電災變損傷，大電流電熱燒毀和光束質量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區量子級聯耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研制成功980nmInGaAs帶間量子級聯激光器，輸出功率達5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報道了單個激光器準連續輸出功率超過10瓦好結果。最近，我國的科研工作者又提出并開展了多有源區縱向光耦合垂直腔面發射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質量的新型激光器，在未來光通信、光互聯與光電信息處理方面有著良好的應用前景。

為克服PN結半導體激光器的能隙對激光器波長范圍的限制，1994年美國貝爾實驗室發明了基于量子阱內子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯激光器，突破了半導體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯激光器（QCLs）發明以來，Bell實驗室等的科學家，在過去的7年多的時間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進展。2001年瑞士Neuchatel大學的科學家采用雙聲子共振和三量子阱有源區結構使波長為9.1μm的QCLs的工作溫度高達312K，連續輸出功率3mW.量子級聯激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調制器和無線光學連接等方面顯示出重要的應用前景。中科院上海微系統和信息技術研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子級聯激光器；中科院半導體研究所于2000年又研制成功3.7μm室溫準連續應變補償量子級聯激光器，使我國成為能研制這類高質量激光器材料為數不多的幾個國家之一。

目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結構材料發展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產型的MBE和M0CVD設備已研制成功并投入使用，每臺年生產能力可高達3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的PicogigaMBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產型MBE和MOCVD設備的成熟與應用，必然促進襯底材料設備和材料評價技術的發展。

（2）硅基應變異質結構材料。

硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發光效率就成為一個亟待解決的問題。雖經多年研究，但進展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結構，Ge／Si量子點和量子點超晶格材料，Si／SiC量子點材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發光器件和有關納米硅的受激放大現象的報道，使人們看到了一線希望。

另一方面，GeSi／Si應變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止頻率已達200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。

盡管GaAs／Si和InP／Si是實現光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數等不同造成的高密度失配位錯而導致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進展。

2.4一維量子線、零維量子點半導體微結構材料

基于量子尺寸效應、量子干涉效應，量子隧穿效應和庫侖阻效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎。它的發展與應用，極有可能觸發新的技術革命。

目前低維半導體材料生長與制備主要集中在幾個比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進展。俄羅斯約飛技術物理所MBE小組，柏林的俄德聯合研制小組和中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續輸出功率高達3.6～4W.特別應當指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點激光器的有源區材料結構中引入應力緩解層，抑制了缺陷和位錯的產生，提高了量子點激光器的工作壽命，室溫下連續輸出功率為1W時工作壽命超過5000小時，這是大功率激光器的一個關鍵參數，至今未見國外報道。

在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進展，1994年日本NTT就研制成功溝道長度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國又報道了可在室溫工作的單電子開關器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工藝技術實現了128Mb的單電子存貯器原型樣機的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應用方面邁出的關鍵一步。目前，基于量子點的自適應網絡計算機，單光子源和應用于量子計算的量子比特的構建等方面的研究也正在進行中。

與半導體超晶格和量子點結構的生長制備相比，高度有序的半導體量子線的制備技術難度較大。中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組，在繼利用MBE技術和SK生長模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結構的基礎上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準（垂直或斜對準）的物理起因和生長控制進行了研究，取得了較大進展。

王中林教授領導的喬治亞理工大學的材料科學與工程系和化學與生物化學系的研究小組，基于無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發技術，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現出高純、結構均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長度可達數毫米。這種半導體氧化物納米帶是一個理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運現象和基于它的功能器件制造。香港城市大學李述湯教授和瑞典隆德大學固體物理系納米中心的LarsSamuelson教授領導的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導體量子線超晶格結構的生長制各方面也取得了重要進展。

低維半導體結構制備的方法很多，主要有：微結構材料生長和精細加工工藝相結合的方法，應變自組裝量子線、量子點材料生長技術，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術，單原子操縱和加工技術，納米結構的輻照制備技術，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學方法制備量子點和量子線的技術等。目前發展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結構的應變自組裝可控生長技術，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結構。

2.5寬帶隙半導體材料

寬帶隙半導體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍、綠光發光二極管（LED）和紫、藍、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應用方面也顯示了廣泛的應用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍綠光發光材料的研究熱點。目前，GaN基藍綠光發光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0.5W.在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達140GHz，fT=67GHz，跨導為260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發展很快。此外，256×256GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業有限公司2000年宣稱，他們采用熱力學方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍光激光器和GaN基電子器件的發展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因為它們在長波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應用前景。

以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進展，2英寸的4H和6HSiC單晶與外延片，以及3英寸的4HSiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍綠光LED業已上市，并參于與以藍寶石為襯低的GaN基發光器件的竟爭。其他SiC相關高溫器件的研制也取得了長足的進步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價格昂貴。

II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點而得到迅速發展。1991年3M公司利用MBE技術率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導體激光（材料）器件研制的。經過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發展和應用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區材料的完整性，特別是要降低由非化學配比導致的點缺陷密度和進一步降低失配位錯和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向實用化前必須要解決的問題。

寬帶隙半導體異質結構材料往往也是典型的大失配異質結構材料，所謂大失配異質結構材料是指晶格常數、熱膨脹系數或晶體的對稱性等物理參數有較大差異的材料體系，如GaN／藍寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發界面處大量位錯和缺陷的產生，極大地影響著微結構材料的光電性能及其器件應用。如何避免和消除這一負面影響，是目前材料制備中的一個迫切要解決的關鍵科學問題。這個問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開辟新的應用領域。

目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍光LED材料和器件已有商品出售外，大多數高溫半導體材料仍處在實驗室研制階段，不少影響這類材料發展的關鍵問題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機理等仍是制約這些材料實用化的關鍵問題，國內外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。

3光子晶體

光子晶體是一種人工微結構材料，介電常數周期的被調制在與工作波長相比擬的尺度，來自結構單元的散射波的多重干涉形成一個光子帶隙，與半導體材料的電子能隙相似，并可用類似于固態晶體中的能帶論來描述三維周期介電結構中光波的傳播，相應光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質量微腔激光器開辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結合脈沖激光蒸發方法，即先用脈沖激光蒸發制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進展，但三維光子晶體的研究，仍是一個具有挑戰性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來制造三維光子晶體，取得了進展。

4量子比特構建與材料

隨著微電子技術的發展，計算機芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。為此，發展基于全新原理和結構的功能強大的計算機是21世紀人類面臨的巨大挑戰之一。1994年Shor基于量子態疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。

所謂量子計算機是應用量子力學原理進行計的裝置，理論上講它比傳統計算機有更快的運算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計算機理想極限。實現量子比特構造和量子計算機的設想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個實現大規模量子計算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實現其邏輯運算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計算機要工作在mK的低溫下。

這種量子計算機的最終實現依賴于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術的發展。除此之外，為了避免雜質對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅里摻入規則的磷原子陣列等是實現量子計算的關鍵。量子態在傳輸，處理和存儲過程中可能因環境的耦合（干擾），而從量子疊加態演化成經典的混合態，即所謂失去相干，特別是在大規模計算中能否始終保持量子態間的相干是量子計算機走向實用化前所必需克服的難題。

5發展我國半導體材料的幾點建議

鑒于我國目前的工業基礎，國力和半導體材料的發展水平，提出以下發展建議供參考。

5.1硅單晶和外延材料硅材料作為微電子技術的主導地位

至少到本世紀中葉都不會改變，至今國內各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴進口。目前國內雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產6英寸的硅外延片，然而都未形成穩定的批量生產能力，更談不上規模生產。建議國家集中人力和財力，首先開展8英寸硅單晶實用化和6英寸硅外延片研究開發，在“十五”的后期，爭取做到8英寸集成電路生產線用硅單晶材料的國產化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規模生產能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應及時布點研制。另外，硅多晶材料生產基地及其相配套的高純石英、氣體和化學試劑等也必需同時給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術的落后局面，進入世界發達國家之林。

5.2GaAs及其有關化合物半導體單晶材料發展建議

GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現在拉晶和晶片加工設備落后，沒有形成生產能力。相信在國家各部委的統一組織、領導下，并爭取企業介入，建立我國自己的研究、開發和生產聯合體，取各家之長，分工協作，到2010年趕上世界先進水平是可能的。要達到上述目的，到“十五”末應形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產能力，以滿足我國不斷發展的微電子和光電子工業的需術。到2010年，應當實現4英寸GaAs生產線的國產化，并具有滿足6英寸線的供片能力。

5.3發展超晶格、量子阱和一維、零維半導體微結構材料的建議

（1）超晶格、量子阱材料從目前我國國力和我們已有的基礎出發，應以三基色（超高亮度紅、綠和藍光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強MBE和MOCVD兩個基地的建設，引進必要的適合批量生產的工業型MBE和MOCVD設備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基藍綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實用化研究是當務之急，爭取在“十五”末，能滿足國內2、3和4英寸GaAs生產線所需要的異質結材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結構材料的生產能力。達到本世紀初的國際水平。

寬帶隙高溫半導體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應擇優布點，分別做好研究與開發工作。

篇（3）

一、前言

光敏Z-元件是Z-半導體敏感元件產品系列中[3]重要品種之一。它具有與溫敏Z-元件相似的伏安特性，該元件也具有應用電路極其簡單、體積小、輸出幅值大、靈敏度高、功耗低、抗干擾能力強等特點。能提供模擬、開關和脈沖頻率三種輸出信號供用戶選擇。用它開發出的三端數字傳感器，不需要前置放大器、A/D或V/F變換器，就能與計算機直接通訊。該元件的技術參數符合QJ/HN002-1998的有關規定。

磁敏Z-元件是Z-半導體敏感元件產品系列中[3]第三個重要品種。它具有與溫敏Z-元件相似的伏安特性，該元件體積小，應用電路極其簡單，在磁場的作用下，能輸出模擬信號、開關信號和脈沖頻率信號，而且輸出信號的幅值大、靈敏度高、抗干擾能力強。

光敏、磁敏Z-元件及其三端數字傳感器，通過光、磁的作用，可實現對物理參數的測量、控制與報警。

二、光敏Z-元件及其技術參數

圖1電路符號與伏安特性

1．光敏Z-元件的結構、電路符號及命名方法

光敏Z-元件是一種經過重摻雜而形成的特種PN結，是一種正、反向伏安特性不對稱的兩端有源元件。

表1、光敏Z-元件的分檔代號與技術參數

名稱

符號

單位

閾值電壓分檔代號

測試條件

T=20°C或25°C

10

20

30

31

閾值電壓

Vth

V

<10

10~20

20~30

>30

RL=5kW

閾值電流

Ith

mA

£1

£15

£2

£3

RL=5kW

導通電壓

Vf

V

£5

£10

£15

£20

RL=5kW

反向電流

IR

mA

£45

£45

£45

£45

E=25V

允許功耗

PM

mW

100

100

100

100

轉換時間

t

ms

20

20

20

20

閾值靈敏度

Sth

mV/100lx

-80

-120

-150

-200

RL=5kW

閾值靈敏度溫漂

DTth

%/100lx×°C×FS

>-4

RL=5kW

M1區靈敏度

SM1

mV/100lx

200

250

300

350

RL=Vth/Ith

M1區靈敏度溫漂

DTM1

%/100lx×°C×FS

>-3

RL=Vth/Ith

反向靈敏度

SR

mV/100lx

>800

E=25V

反向靈敏度溫漂

DTR

%/100lx×°C×FS

>-1

RL=510kW

圖1（a）為結構示意圖，圖1（b）為電路符號。元件引腳有標記的或尺寸較長的為“+”極。

該元件的命名方法分國內與國際兩種：

國內命名法：

國際命名法

響應波長代號：

1—0.4~1.2mm

2—0.2~1.2mm。

2．光敏Z-元件的伏安特性曲線

圖1（d）為光敏Z-元件的的伏安特性曲線。在第一象限，OP段M1區為高阻區（幾十千歐~幾百千歐）。pf段M2區為負阻區，fm段M3區為低阻區（幾十千歐~幾百千歐）。其中Vth叫閾值電壓，表示在T(℃)時Z-元件兩端電壓的最大值。Ith叫閾值電流，是Z-元件與Vth對應的電流。Vf叫導通電壓，是M3區電壓的最小值。If叫導通電流，是對應Vf的電流，也是M3區電流的最小值。在第三象限為反向特性，反向電流IR是在無光照時反向電壓VR為25V時測量的，其值（微安級）很小。

3．光敏Z-元件的分檔代號與技術參數

光敏Z-元件的分檔代號與技術參數見表1。其分檔代號按Vth值的大小排列。型號分二種，按其響應波長分。目前產品波長代號皆為1。

三、光敏Z-元件的光敏特性

1．無光照時光敏Z-元件正、反向伏安特性的測量

用遮光罩把光敏Z-元件罩上，即在無光照的情況下，利用圖1(c)特性測量電路測量其正、反向伏安特性，測量電路與方法與溫敏Z-元件相同[6]。

2．光敏Z-元件正向光敏特性

把Z-元件接在正向特性測量電路上，Z-元件放置在可變照度的光場中。測量時照度由小到大，每次遞增100lx，用數字照度計校準，然后測量Z-元件的正向特性，記錄不同照度時的Vth、Ith、Vf。從測試可知，光敏Z-元件的閾值點P(Vth,Ith)隨著照度的增加，一直向左偏上方向移動如圖2(a)，Vth隨光照增加而增大，Vf變化較小。Vth、Ith與照度L的關系參看圖3。

光敏Z-元件的正向特性還具有光生伏特現象，Z-元件的“正”極即光生伏特的“+”極。目前，光生伏特飽和電動勢為200mV左右，短路電流隨光照增強而增大。當照度為100lx~5000lx時短路電流為幾微安至幾十微安。

3．光敏Z-元件反向光敏特性

把Z-元件連接在反向特性測量電路中，并把Z-元件置于可變光場中。改變光場照度，用數字照度計校準，測量其反向特性，即反向電壓VR與反向電流IR的關系。其特性如圖2（b）。可以看出其反向電阻隨照度增加而減小，反向電流隨光照增強而變大。

四、光敏Z-元件的應用電路

光敏Z-元件有與溫敏Z-元件相似的正、反向伏安特性，溫敏Z-元件的應用電路，在理論上都適用于光敏Z-元件。考慮到光敏Z-元件的Vth、Ith、IR有一定的溫漂，因此在光開關電路中，應當有抗溫度干擾的余量，在模擬應用電路中，應采用具有抗溫漂自動補償電路。

1．M1M3轉換，輸出負階躍開關信號電路［3］，［4］

負階躍開關信號輸出電路示于圖4（a），工作過程的圖解示于圖4（b）。在無光照時，OP1為光敏Z-元件M1區特性，閾值點為P1（Vth1，Ith1），E為電源電壓，以負載電阻值RL和電源電壓E確定的直線（E，E/RL）交電壓軸為E，交電流軸為E/RL。Q1為無光照時的工作點其坐標為Q1（VZ1，IZ1），輸出電壓VO1＝VZ1＝E-IZ1RL。我們選擇合適的電路參數，使在照度為E2時，閾值點P1移至P2，并剛好在直線（E，E/RL）上，這時Q2與P2重合。光敏Z-元件開始進入了負阻M2區，Q2點在幾微秒之內即達到了f點［5］，其坐標為f（Vf，If）。此時輸出電壓為VO2＝VOL＝Vf，輸出端輸出一個負階躍開關信號。為了得到一個負階躍開關信號，在照度為L2時，工作點Q2與閾值點Vth2重合，電路中各參數必須滿足的條件可用下述狀態方程描述：

E＝Vth2＋Ith2RL（1）

其中，負載電阻值RL一般為1~2kW，選擇原則是，當在照度L2時，Z-元件工作在M3區，工作點Q2的電壓為VZ2＝Vf，電流為IZ2＝If，電壓與電流之積為VfIf＝P，并且P≤PM≤50mW。即在功耗不大于50mW的情況下，選擇較小的RL，這個開關信號的振幅為DVO：

DVO＝Vth2-Vf（2）

公式（1）告訴我們為了要得到負階躍開關信號，E、Vth2、Ith2三者之間的關系。這時還要考慮以下幾個問題：

（1）從圖3（a）知道照度L越大，Vth越小，Ith越大，IthRL也越大，DVO將下降，以至會發生因振幅過小滿足不了要求的情況；另一方面，過大的照度也是不經濟的。也就是說，照度選擇要適當。

（2）在應用的范圍內，在無光照不輸出負階躍開關信號的情況下，工作點Q1選擇應盡量偏右，這樣有利于減小監控或報警照度。

（3）供電的直流電源應是一個小功率可調電源。在照度L2監控或報警時，其值應與（1）式計算值相等。

2．反向應用輸出模擬電壓信號

Z-元件反向電流極小，呈現一個高電阻(1~6MW)，這個電阻具有負的光照系數，并在較高電壓(30~40V)下，不發生擊穿現象。圖5為反向應用電路及工作狀態解析圖。可以看出在無光照時，L1=0，工作點為Q1（VZ1，IZ1），輸出電壓為VO1，則：

VO1=E-VZ1=E-IZ1RL

當光照為L2時，伏安特性上移，工作點由Q1移至Q2（VZ2，IZ2），輸出電壓為VO2，則：

VO2=E-VZ2=E-IZ2RL

反向光電壓靈敏度用SR(mV/100lx)表示：

(3)

3．M1M3，M3M1相互轉換，輸出脈沖頻率信號

該電路僅需三個元件，用一個小電容器與Z-元件并聯，再串聯一負載電阻RL，即可構成光頻轉換器，如圖6所示，達到了用光敏Z-元件實現光控脈沖頻率的目的。與溫敏Z-元件脈沖頻率電路相同，在無光照時，電源通過RL對電容器充電，當VC<Vth時，Z-元件工作在M1區，當VC≥Vth時，Z-元件迅速由M1區經M2區工作在M3區。M3區是低阻區，電容器迅速通過Z-元件放電，當放電至VC≤Vf時，Z-元件脫離M3區回到M1的高阻區，電源通過RL重新對電容器充電，如此周而復始重復上述過程，由輸出端輸出后沿觸發的脈沖頻率信號。信號頻率用f表示：

(4)

t≈RLC

從式(4)可以看出，光照越強，Vth越小，而Vf基本不變，因而頻率上升的越高。在弱光和強光下，Vth靈敏度較低，所以頻率靈敏度也較低，在300~1000lx有較高頻率靈敏度。RL值選擇范圍是8.2kW~20kW，C選擇范圍是0.01mF~0.22mF，E應為(1.5~1.8)Vth。數值小的電容器振蕩頻率較高，也有較高的頻率靈敏度，電源電壓的范圍較窄；數值較大的電容器振蕩頻率較低，頻率靈敏度也較低，但電源電壓范圍寬。

五、光敏Z-元件特性與應用電路總結

光敏Z-元件的伏安特性與溫敏Z-元件的伏安特性是極為相近的，前者的光特性與后者的溫度特性也非常相似［6］。

Z-元件的特性及應用電路可以概括為：一個特殊的點，即閾值點P（Vth，Ith），該點的電壓靈敏度為負，電流靈敏度為正。有二個穩定的工作區，即高阻M1區，和低阻M3區。在VZ<Vth時，工作在高阻M1區，在VZ≥Vth時，迅速越過負阻M2區，工作在低阻M3區，當VZ≤Vf時，又恢復到高阻M1區。有三個基本應用電路，即開關電路，反向模擬電路和脈沖頻率電路。有四個主要參數：即Vth、Ith、Vf、IR。

上述三個基本應用電路參看表2-1、表2-2、表2-3。表2-4是表2-1中RL與Z-元件互換位置后構成的正階躍開關電路與輸出信號波形；表2-5是表2-2中RL與Z-元件互換位置后構成的NTC電路。

光敏Z-元件的電參數中Vf的溫度系數稍小，Vth、Ith、IR三個參數的溫度系數稍大。在要求較高的場合，應當采用電路補償或元件補償，使之滿足設計要求。

篇（4）

2教學目標分析

2.1情感目標

從三極管的應用出發，激發學生專業興趣及熱情，學以致用。

2.2知識目標

理解晶體管內部載流子的運動，掌握三極管的放大條件。掌握三極管的電流放大作用、電流分配關系及其特性曲線。

2.3能力目標

教學過程中體現由表及里、兼顧內因和外因、化繁為簡等思想培養學生認識事物的能力。通過實驗、分析、總結的教學環節培養學生分析問題和解決問題的能力。

3教學重點、難點分析

教學重點是三極管的結構、電流放大條件及其分配關系、特性曲線。教學難點是三極管內部載流子的運動規律。

4教具和方法

教具采用黑板、粉筆、多媒體幻燈片、多媒體視頻以及三極管實物輔助教學情景教學法、實驗教學法、引導思考教學法、講解教學法等多種教學方法。

5教學過程設計

5.1導入新課

通過多媒體播放一段視頻引出擴音設備，引發學生對新學習課程的興趣。然后給學生介紹擴音設備的組成和工作原理。通過一個設問“什么樣的器件能夠實現這樣的功能呢”，引出這堂課的教學內容半導體三極管。為了進一步提高學生的學習興趣和注意力，同時也擴寬學生的知識面，此處加入關于三極管發明的一些知識。

5.2講授新課

接著給學生演示一些常用的三極管實物，告訴他們正是這些小小的器件實現了電信號的放大，進一步引發學生的學習興趣。同時結合課件給學生介紹三極管的封裝，以及不同封裝分別表示的意義，培養學生理論聯系實際的能力。根據認識事物由表及里的規律，認識了三極管的外形，下一步給學生介紹三極管的內部結構。結合多媒體課件介紹三極管的結構及其符號，并與學生一起總結出三極管三區、兩結、三極的基本構成。提出問題“：三極管猶如兩個反向串聯的二極管，能否將兩個普通的二極管串聯起來組成三極管？”引導學生思考并引出對三極管內部具體結構的學習。將三極管的內部結構比喻為漢堡，通過與漢堡的類比加深學生的印象，并告訴學生三極管的這一結構特點正是它能夠進行放大的內部條件。那么，具有這種結構特點的三極管就可以進行放大嗎？實際上，三極管進行放大除了結構特點為其放大提供了內部條件外，還必須滿足一定的外部條件。接著給學生介紹外部條件，正是認識事物需要同時兼顧內因和外因思想的體現。同時當學生對三極管有一個宏觀的認識后，下一步學習三極管的工作原理。首先重點強調三極管放大“發射結正偏，集電結反偏”這一外部條件，以及具體電路中如何保證這一條件實現，加深學生對這一條件的記憶。下面介紹這一節課的重點內容，三極管內部電流的分配和放大關系。為了避免枯燥的公式推導，幫助學生直觀的理解和掌握三極管內部電流分配關系，在講臺上演示實際的三極管放大電路，通過改變電位器阻值，測得一系列發射極、集電極和基極電流數據。啟發學生觀察測得的數據，得出三極管三個電流之間的關系。這樣繁瑣的推導過程被簡單直觀的實驗所代替，體現認識事物由繁瑣到簡單的客觀規律，而學生通過實驗和自己觀察總結出的結論更容易理解和記憶。同時引導學生體會三極管內部電流的分配關系IE=IC+IB正是基爾霍夫定律的體現，而IC=βIB正是三極管電流放大作用的體現。通過設問“：為什么會出現這種現象呢？”引起學生的思考。透過現象看事物的本質，這一現象是由三極管內部載流子的運動規律決定的。三極管內部載流子的運動規律是這一節課的難點，可以通過多媒體動畫直觀地演示載流子運動的復雜過程。對照多媒體動畫分發射、復合和收集三個階段給學生介紹這一過程，同時與學生一起推導三極管運動過程中內部電流之間的關系，得出與實驗完全吻合的結果。另外，可以再播放一段三極管內部載流子運動的視頻，幫助學生回顧和進一步加深理解這一難點內容。

5.3思考與討論

設計兩個思考題：（1）既然三極管具有兩個PN結，可否用兩個二極管相連以構成一只三極管？（2）放大電路輸出端增加的能量是從哪里來的？讓學生展開討論，通過討論加強學生積極動腦思考問題能力的培養，也進一步加深對所學知識的理解。

5.4小結

通過提問與學生一起總結本次課的內容，并通過板書加深印象。

6教學反思

（1）課堂中通過一段音樂引出擴音系統進而引出新課程三極管的學習，有效地激發了學生的學習興趣。（2）用實驗的方法代替復雜的公式推導，用更直觀的實驗數據加強學生對三極管電流分配關系的記憶；（3）用直觀動態的多媒體視頻演示三極管內部載流子的運動過程加強學生的理解，同時也活躍了課程氣氛。（4）教學過程中體現了由表及里，兼顧內因和外因，化繁為簡等思想，除了注重學生對所講課程的學習，更注重學生認識事物能力的培養。

篇（5）

一、團體動力的理論基礎

團體是指兩個或兩個以上的人，互相影響、互相依賴，且具有共同的目標，為了完成特定的目標而相互結合成的組織。團體具有互動與相對動態的性質，是具有社會互動性質的組織，團體遵循共同的規范，具有目標性。

團體動力是指某社會團體之所以形成的原因，以及維系團體功能的一種力量或一種方式。團體動力學是社會科學的分支，是一門探討團體結構及團體與成員間相互動力關系的學問。其理論有場地論、因素分析論、社會團體工作理論、心理分析理論等。場地論代表人物勒溫認為，應該把團體看作是一個生命的空間，它是由一些力量或變量組成，它們是影響團體內成員的重要變項。根據此理論，在教育教學實踐中，班主任若能將班級作為心理場地并作數量化呈現，才能分析、控制班級與運用班級動力。因素分析論的代表人物卡特爾認為，團體動力主要受到某些重要因素的影響，領導者在決定團體的發展時，需要了解團體內的關鍵因素。根據卡特爾的理論，若能對團體內的各項屬性一一加以評估，掌握有關的獨立變項，可以有效運作團體。社會團體工作論是將團體工作者的敘事性記錄及團體成員的個案史等資料加以分析，以了解團體對成員人格發展的影響；重視團體經驗與個體成長的交互作用，注重行動研究，即領導者如何有效利用學習遷移，促發成員轉移團體咨詢情景的積極經驗，以協助成員產生建設，增進社會適應。心理分析理論強調團體歷程中有關的情感因素，包括領導者和成員、成員與成員、成員與他人，強調透過對成員過去經驗的了解及個案記錄的分析解釋，促發動力性的團體經驗，協助成員產生積極的行為改變與人格發展。

班級是一個團體，班主任是團體的領導者。如何消除團體的沖突，促進團體凝聚力的提升，進而形成團體的動力，并運用團體動力的輔導策略，這些是班主任科學管理班級應涉及到的內容。了解團體動力理論，借鑒動力理論，有助于班主任形成自己有效管理班級的教育理念。

二、認識中小學班級中的團體動力形態

21世紀社會急劇的變遷與轉型，使得傳統的結構功能論受到現代文化的挑戰。班級是學校教育中最基層的單位，而過去以教師為中心的教室管理模式較忽視與壓抑班級團體動力的影響性。班級中存在著許許多多的小團體，這些小團體具有其潛在的影響力。作為班主任，應善用這些團體動力來使得班級管理更具有成效。

（一）非主流文化團體取向的小團體

所謂的非主流文化指相對于主流文化之外的其他文化，它是邊緣的、附屬的與次要的文化。中小學學生的他律性較強，容易受到同輩團體的影響而在班級中形成學生非主流文化團體，容易受到媒體與流行文化等因素的影響，而形成一種屬于次級文化的小團體。例如在中小學中流行的女孩們的影視歌星崇拜現象，中小學男生當前所流行的網絡游戲，如魔獸爭霸等，都是典型的學校非主流文化。班主任若能留心觀察學生無意間形成的非主流文化團體，運用引導的方法把這些團體的動力凝聚起來向著具有教育性的方向發展，對于班級管理是有所幫助的。

（二）以個性、興趣結合和教師評價取向的小團體

一般來說，中小學生在教室中的小團體比較傾向于個性與興趣的結合。但也可能會因為受到功課與教師的標準化評價而形成所謂的好學生小團體與調皮學生的小團體。通常所謂的好學生小團體對班級管理會產生積極的幫助，而調皮學生的小團體可能造成班級管理的問題所在。因此，班主任要平等對待學生，必須消除個人的喜好，對于還正在成長中的學生不要給予社會的標準評價，因為每位學生的潛力是無限的，教師必須循循善誘，引導這些班級中的小團體朝著健康的方向發展。

（三）以座位分配取向的小團體

中小學生常會因為在教室中的座位分配而影響到學習的效果，而由于座位的分配所產生的班級氣氛值得教育心理學工作者進一步探討。一般來說，中小學生若與不喜歡的同學坐在一起，會影響其學習動機；而若與喜歡的同學坐在一起，則會非常興奮而顯得士氣高昂。因此，在班級座位安排方面，班主任必須作適時的調整與更新。在座位的分配方面，必須考慮每位學生不同的學習表現，將學習表現好的學生與學習表現差的學生交錯分配在一起，如此才不容易造成學生的被標準化。此外，高效能的學生座位安排將有助于師生之間形成密切的互動。班主任對于班級中的分組也需要思考，應打破性別意識與學業成就的界線，善用小組間積極的合作與競爭模式，培養學生的主動精神與民主素養，如此將產生最佳的團體動力。

（四）以性別取向的小團體

小學高年級的學生和中學生進入了青春期，而這個階段女生的發育比起同年齡的男生要早，因此這個階段的性別界限特別明顯。在這個青澀的成長階段，中小學生的智力、學習開始初步定型，自尊心與好勝心、喜歡與厭惡、好奇與排斥等特別明顯。一般來說，小學高年級和中學的女生在班級中常會組成許多小團體，這些小團體會基于興趣與個性而組成在一起，且團體之間的界線會比中低年級的學生們來得更明顯。而小學高年級的男生和中學男生在心智與生理發展方面顯著慢于同齡的女生，會有被同齡女生領導的現象，因此小學高年級和中學的男生的小團體界線比較模糊。中小學教師在這個階段的班級管理要特別留心于性別因素所產生的影響，應避免性別間的小團體沖突，并善用此階段學生的語言模式與學生溝通，盡量以“活動式”與“主題式”的策略激發學生的團體動力，并善于借助相互合作與競爭之間產生的最大的效能。這將有助于教師的班級管理。

三、班主任運用團體動力的班級輔導策略

在中小學中，過去偏向于以班主任為中心的班級管理，其目的在于幫助教師控制學生的常規與秩序。而在新時代的班級管理中，必須融入民主的精神與多元的風貌，運用團體動力的心理輔導策略。在實踐中，教師要善于利用師生間的人際影響，進行師生間的積極溝通，尊重學生，傾聽學生的聲音，并適度地給學生建設性的反饋，最終形成科學的管理理念。（一）角色意識培養策略

在班級這個生命空間中，每個學生的動力聚合成班級的凝聚力。要形成班級的凝聚力，教師要抓好班級成員的角色意識培養，通過班級的正式角色和非正式角色的合理安排，使每個學生都能形成積極的角色意識和角色行為，使每個學生能夠感到自己在班上是受重視的，是有地位的，是負有責任的，只有這樣，才能不斷增強學生的責任感、義務感、安全感、歸屬感和集體主義榮譽感，從而自覺接受各種集體規范，不斷提高自己的心理健康水平和社會適應能力。如在班級實行值日班長制度，使學生的責任感和主人翁意識得到培養。再如，通過各種集體活動為學生提供豐富多彩的鍛煉機會，讓每個學生負責一些事務，鍛煉他們的能力。這不但可以促進學生的良好個性品質的發展，促進其動力的產生，也能不斷提升他們的心理健康水平。

（二）營造健康民主的心理環境的策略

心理環境包括班風、校風、輿論、同學關系、師生關系等。建立良好人際關系，培育健康的輿論、風氣，能夠使學生經常受到積極的感染和熏陶，逐漸形成積極上進、開朗樂觀、關心集體、團結互助的良好的性格特征，不斷提高對人際環境的適應能力。目前教師必須改變過去權威者的角色，站在指導學生學習與成長的立場，適時引導學生，培養學生獨立自主的能力，使學生能在民主的氣氛中，展現自己的特色與風格，并學習其他人的優點。教師應在民主健康的氣氛中引導班級向積極正向發展，建立積極、正確和健康的輿論導向，尊重學生所提出的觀點，并讓學生經由民主的程序共同建立班級的規則與秩序，達到學生之間的相互約束與互相學習，從而獲得全班的凝聚力與向心力，這有助于教師成功地管理班級。

（三）班級學習分組策略

學生非主流文化所組成的小團體以及班級內的各式各樣的小團體所產生的團體動力，與教師的班級管理有著密切的關系。中小學教師在管理班級時，需要關注時代的發展，融入民主的精神，改變以往以教師為中心的班級管理策略，轉向教師與學生共同管理的模式，培養學生的責任感。教師可進行引導而不急于幫學生作決定，如此將有助于培養學生獨立自主的能力。在班級教學分組方面，必須著眼于班級成員的全面提升，把各類不同學習成績的學生分散并綜合，這將使得每一個小組的成員都可以進行相互指導。這種學習成績混合的分組為學習成績高的學生提供了成長的機會，同時也為學習成績較差的學生提供了補救的機會。善用此類分組方法將會激發學生產生學習上的最佳團體動力。此外，教師也可以根據不同性質的內容或不同的活動形態進行分組，如此將增加班級成員間的互動，增強班級成員的向心力。

（四）團體游戲輔導策略

狹義的團體游戲輔導是指游戲、唱跳，唱跳包含了歌唱與上下肢體移動的音樂律動。從兒童發展理論中可以得知，游戲在兒童發展中的作用是非常重要的，團體游戲能增進學生的感情交流，增進學生對組織的向心力，對于激發學生新的創意與新的思維模式大有幫助。團體游戲輔導有助于學生的人際關系與發展，也是培養學生團體生活技能，培養學生健全人格的一種有效的教學方法。團體游戲對于培養創新性的兒童，對于激發班級的團體動力，具有很大的幫助。班主任在班級管理中，適度運用團體游戲輔導的理念與技巧，并遷移至學生的學習上，可以引發學生的學習興趣，提高學生的學習成效。

班主任是教師中的優秀代表。他們除了應具備普通教師的基本素質之外，還應具備良好的心理素質、熱愛學生的職業素養和科學的管理能力。“當教育者贏得了學生的信任時，學生對接受教育的反感就會被克服而讓位于一種奇特情況，他們把教育者看作一個可以親近的人”。學生在與班主任朝夕相處時，容易產生依賴和歸屬心理，班主任將成為學生最為親近和信賴的人。

參考文獻：

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[4]陳曉紅.班主任應成為青少年學生心理健康的呵護者.教育探索，2006，（2）.

篇（6）

1網絡會計的概念

網絡會計是建立在網絡環境基礎上的會計信息系統，并在互聯網環境下對各種交易和事項進行確認、計量和披露的會計活動。是電子商務的重要組成部分。

2網絡會計的優點

網絡會計既是對傳統會計的繼承，又是對傳統會計的發展它與傳統會計相比，具有以下幾個方面的優點。

2．1打破傳統會計的管理模式

2．1．1會計職能發生變化

傳統會計的基本職能是核算與監督，會計管理工作主要局限在對會計事項本身的記賬、算賬和審核上。企業進入網絡化管理后，財務會計與管理會計職能必相融合，形成高度發展的管理型會計信息系統。會計信息系統的功能將不再是單一的核算功能而將預測、決策、控制等管理功能納入系統內。

2．1．2會計管理信息系統的全面化

網絡會計兼有會計業務處理層、信息管理層、會計決策層與決策支持層在內的多層次網絡結構信息系統。以便會計在實現資金流管理的同時進行物流管理，真正實現購銷存業務、會計核算財務監控的一體化管理，成為企業管理中最有效的決策支持系統。

2．2加快會計管理工作的時效

互聯網打破了物理距離限制的同時還打破了時間的限制，使企業會計工作變得及時和迅速。

2．2．1消除了財務會計管理和經營業務活動運作上的時間差。實現了財務管理與業務之間的協同化

在網絡會計環境下，企業各職能部門之間信息能夠得以相互連接，彼此共享，從根本上改變了財務與業務不對稱得滯后現象使企業的財務資源配置與業務動作協調同步。

2．2．2財務信息的及時生成，財務會計管理工作實現了由靜態管理向動態管理的跨越

財務信息數據的處理是實時的，不論業務發生在企業的內部還是外部，該業務一旦被確認，都將立即被存人相應的服務器并主動送到財務信息系統，使業務信息實時轉化且自動生成。

2．3提高會計工作手段

傳統會計是通過紙質的憑證、賬簿、報表反映企業的財務狀況和經營成果。而網絡會計的會計信息載體由紙張變為磁介質和光電介質，這種替代從根本上消除了信息處理過程中對信息分類、加工和利用等技術的限制，利用同一基礎數據便可供不同的人在不同的地方進行信息加工和利用。會計手段發生了革命性變化。

2．4改變會計人員的工作方式

傳統手工操作條件下，會計人員主要是進行會計核算。網絡會計要求會計人員改變其工作方式，不斷適應會計環境的變化，實現由核算型會計向核算管理型會計轉變，采用聯機實時操作，主動獲取與提供相結合的一種人機交互式的會計信息系統，為會計信息使用者實旅經濟管理與決策提供及時、準確、系統的信息。

2．5拓展傳統財務會計報告的結構和內容

在傳統財務會計工作中，財務報表是財務報告的核心。附表、附注提供報表以外貨幣性信息和非貨幣性信息，它們是財務報表的重要補充在網絡會計中，財務數據的收集、加工、處理都可以實時進行，不僅迅捷，而且可以雙向交流財務信息。甚至報表閱讀者可以根據自身的需要，以財務會計的原始數據為基礎，進行再加工，獲得更深入的信息。另一方面網絡會計環境下的財務報告對以前并不重要的信息或受成本效益原則約束無法披露的信息，都能進行充分及時的披露。

3網絡會計發展中存在的問題

如上所述，網絡會計具有的優越性是肯定的。但是網絡會計是在網絡環境下運行的，它不可避免地存有若干不足，下面探討的是網絡會計發展中存在的幾個問題。

3．1安全風險

3．1．1網絡系統的安全風險

由于互聯網的開放性，任何人都能夠從互聯網上獲取計算機系統的共享信息資源，這便會給非善意訪問者帶來可乘之機，比如黑客對互聯網系統的蓄意危害。另外，網絡軟件自身的缺陷及通信線路不穩定等因素也是網絡系統的安全隱患。

3．1．2會計信息的安全風險

會計信息是反映企業財務狀況和經營成果的重要依據，不得隨意泄露、破壞和遺失。在網絡環境下，各種計算機系統互相連接，從而使系統間的數據流動性很大，大量的會計信息置身于開放的網絡中，存在被截取、篡改、泄露機密等安全風險，很難保證其安全性。

3．2失效風險

3．2．1企業內部控制的失效風險

傳統會計系統強調對業務活動的使用授權批準及職責性、正確性、合法性。但是在網絡會計環境中，會計信息存儲于網絡系統，大量不同的會計業務交叉在一起，加上信息資源的共享，財務信息復雜，使傳統會計系統中某些職權分工、相互牽制的控制失效。傳統會計賬簿之間互相核對實現的差錯糾正控制已經不復存在，在網絡會計環境下，其光、電、磁介質所載信息可以不留痕跡地被修改或刪除。

3．2．2會計檔案保存的失效風險

網絡會計所使用的財務軟件不能將兼容以前版本或其他版本，以前的會計信息有可能不能被及時錄入網絡財務系統。對于隔代保存的會計檔案更不可能兼容，因而原有會計檔案在新的網絡財務系統中無法查詢。因此，企業所保存的磁帶、磁盤等數據資料面臨失效風險。

3．3會計從業人員的適應性問題

網絡會計環境下的會計從業人員應當熟悉計算機網絡和網絡信息技術，掌握網絡會計常見故障的排除方法及相應的維護措施，了解有關電子商務知識和國際電子交易的法律法規，具備商務經營管理和國際社會文化背景知識，精通會計知識。目前，這樣的復合型人才在我國還非常缺乏。大多數會計人員文化程度不是很高、對新事物的接受能力不是很強，限制了電子商務在我國的發展以及會計信息系統的普及和有效利用。

4解決網絡會計中存在問題的對策

4．1針對安全風險的對策

4．1．1網絡系統安全控制措施

一方面，嚴格控制系統軟件的安裝與修改對工作上的文件屬性可采用隱含只讀等加密措施，或利用網絡設置軟件對各工作站點規定訪問共享區的存取權限命令等保密方式，避免會計數據文件被意外刪除或破壞。對系統軟件進行定期地預測性檢查，系統破壞時，要求系統軟件具有緊急相應、強制備份和快速恢復的功能。另一方面，為防止非法用戶對網絡環境下會計系統的入侵，可以采取端口技術和防火墻技術，以防止網上黑客的惡意攻擊及網絡病毒的侵害。

4．1．2網絡會計信息安全控制措施

會計信息安全控制一般是通過信息存取安全技術和會計數據加密來達到的，其中，數據加密是網絡會計系統中防止會計信息失真的最基本的防范措施。另外，也可以通過加強立法來保障會計信息的安全性。超級秘書網

4、2針對失效風險的對策

4．2．1企業內部控制失效的防范措施

控制范圍應有原來單一的財務部門轉變為財務部門與計算機管理部門共同控制。控制方式應有單純的手工控制轉化為組織控制、手工控制和程序控制相結合的全面內部控制，這樣就可以解決網絡系統內部控制失效風險。

4．2．2會計檔案保存失效的防范措施

制定和執行標準的財務軟件數據轉換接口，使不同開發商的軟件能夠相互兼容會計數據，，便于財務軟件的升級，以解決會計檔案保存失效風險。

篇（7）

武大偉指出，我們前進的道路上還有很多困難需要共同克服，還有很多障礙需要我們共同跨越。希望各方繼續以靈活務實和建設性的態度參加會議，為順利完成本次會議的各項議程做出積極貢獻。

朝方代表團團長金桂冠重申，朝落實“9?19共同聲明”和“2?13共同文件”，通過對話實現半島無核化的意志沒有變化。希望六方增進互信，堅持“承諾對承諾，行動對行動”的原則，履行各自的責任和義務。金桂冠表示，如其他有關方如期履行承諾，朝做好了關閉并封存寧邊核設施，并接受國際原子能機構監督和驗證的準備。

美方代表團團長希爾說，美朝已就解決朝鮮在匯業銀行被凍結資金問題達成諒解，現應集中精力討論如何落實起步階段行動以及確定下一階段行動計劃和實現東北亞和平與安全的路線圖。各方應保持目前的良好勢頭，繼續推動六方會談進程。

韓方代表團團長千英宇、日方代表團團長佐佐江賢一郎、俄方代表團團長洛修科夫分別發言表示，落實共同聲明起步行動開端良好，有關國家之間開啟關系正常化談判和國際原子能機構總干事巴拉迪訪朝值得歡迎。各方應在對話中不斷增進互信，加強合作，兌現各自承諾，落實好起步行動，規劃好今后的步驟，為實現半島無核化和東北亞和平與安全的目標共同努力。

當天下午，六方舉行了團長會，主要聽取了各工作組工作進展匯報。各方就工作組今后工作的職責、任務和方式進行了討論。武大偉在總結發言中說，五個工作組相繼啟動，反映出六方履行承諾，落實起步行動的誠意。工作組是六方會談機制的重要組成部分和會談取得進展的基礎，應予以高度重視，使其發揮更大作用。

3月20日，第六輪六方會談進入第二天，中方分別與其他五方舉行了雙邊磋商，但原計劃下午召開的團長會沒有舉行。

六方會談中方代表團發言人秦剛向記者表示，當天各方進行了密集的雙邊磋商，各方就如何落實起步階段行動以及下一階段行動計劃交換了意見，會談在期盼的氣氛中進行。

3月21日，秦剛在六方會談新聞中心舉行吹風會時說，朝核問題第六輪六方會談由于在個別問題上有技術性困難，“各方同意有必要把會期適當延長，具體延長多久，要看會談進展情況。”

秦剛表示，技術問題需要有關機構依法妥善解決，有關各方都在為此積極努力。六方決定適當延長會期的目的，就是希望有更多時間討論涉及本輪會談的議題。

會談三天來，已經進行了會議的第一個議程，第二、三個議程還沒來得及在團長會上討論。但在雙邊磋商中，各方已就第二、三議程交換了意見。

3月22日，第六輪六方會談第一階段會議在京結束。武大偉強調指出，推動六方會談進程，實現朝鮮半島無核化目標，實現東北亞地區有關國家關系正常化，對于實現東北亞的長治久安非常重要。中國政府愿意繼續為實現這個目標發揮積極和建設性的作用。

當天，武大偉在北京宣讀了第六輪六方會談第一階段會議《主席聲明》。全文如下：

主席聲明

（2007年3月22日）

2007年3月19日至22日，第六輪六方會談第一階段會議在北京舉行。

各方聽取了五個工作組的報告，就落實起步行動和下一階段行動計劃進行了探討。

各方同意繼續推動六方會談進程。各方重申將認真履行在“9?19”共同聲明和《落實共同聲明起步行動》共同文件中做出的承諾。

各方同意暫時休會，盡快復會，繼續討論和制定下一階段行動計劃。

第六輪六方會談第一階段會議結束后，武大偉于22日晚舉行了新聞會。在談及六方會談進程時，武大偉說，六方會談前進過程當中注定是要出現各種各樣的曲折和困難。原因不在別的，就在于六方要尋找各自利益的結合點。六方現在都坐在同一條船上。這條船已經起航，誰也下不去了，只能團結一致共同前進。我們今后的任務是共同努力，把握好這條船的航向，避免它觸礁，使這次航程成功抵達目的地。

他說，第六輪六方會談第一階段會議遇到了一些意想不到的問題，比如匯業銀行涉朝資金轉移問題。有關各方都在尋找妥善的解決辦法。我們遇到的一個現實問題，就是這筆資金由誰來轉移。這件事情的核心，就是這個問題本身不是由政府來決定的，就像我們要賣一件東西，我們不能強迫任何人去買；我們要給別人送錢，也必須有人要才行。中國實行社會主義市場經濟體制，中國銀行能不能夠承擔起這個責任，我們需要同銀行部門商量。他們有自己的關切，政府要協助解決。美國銀行如果愿意承擔這項義務，也需要美國政府解決美國銀行的關切。韓國有一家外匯銀行在朝鮮境內經營，我曾經向韓國同事建議，他們能不能夠考慮這個問題。他們也很慎重。武大偉說，我們現在找的不是哪一方認為合適的辦法，而是我們大家都認為合適的辦法。在兩個人之間找到共同利益比較容易一些。現在是六方，要找到共同利益和大家都能接受的辦法就需要時間。重要的是，這個問題不會成為六方會談前進的障礙。我們有能力、有信心解決這個問題。

武大偉表示非常感謝中國銀行為解決這個問題所作出的認真思考。他指出，有人認為中國銀行不愿意接受這項工作是這次六方會談沒有取得進展的原因。這種看法是不對的。現在真正同各方交換意見的只有中國銀行一家。有關的討論還在進行當中。中國銀行是很有勇氣的。但是他們的一些關切還沒有得到完全解決。我們愿意同其他各方共同創造條件，使這個問題得到妥善解決。在剛剛結束的團長會上，我們再次相互確認要共同努力，解決好這個問題。我們相信能夠找到一種妥善的解決辦法，相信六方會談會不斷前進。困難總是會有的，但是我們有能力克服困難。六方對六方會談的前景非常樂觀。這標志著六方會談機制正在按照既定的任務順利進行。六方的承受能力都大大增強。剛才大家提到的問題翻不了六方會談的船。我們還會乘風破浪，勇往直前。

朝鮮代表團團長金桂冠和俄羅斯代表團團長洛修科夫于當天下午離開北京回國。離開前，均未發表評論。

* * *

3月15日，六方會談五個工作組之一、由韓方擔任組長的經濟與能源合作工作組會議在韓國駐華使館舉行。

六方會談韓國代表團團長、外交通商部次官補千英宇和其他五方有關官員參加會議。

* * *

3月16日，六方會談東北亞和平與安全機制工作組會議在俄羅斯駐華使館舉行。俄方特使拉赫馬寧與中國、朝鮮、韓國、美國和日本的有關官員參加了此次會議。

東北亞和平與安全機制工作組是六方會談的5個工作組之一，由俄方擔任組長。

* * *

篇（8）

Abstract: China's construction of the bridge on the road around the town and at all levels road, it is bear heavy traffic loads and heavy traffic, its quality is a major concern of governments, regulatory authorities and the people. Quality management in the bridge was discussed.Key words: bridge; bridge; quality

中圖分類號：U448.14 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

由于道路和橋梁是國民經濟的大動脈，道路和橋梁的運行關聯性極強，牽一發而動全身，確保其日夜不間斷安全、正點地運行，密切關系到國家的政治、經濟、軍事、救災和人民生產生活等諸多大事，如果在一座小橋上中斷行車一天，將使數以百計的客貨列車停運，影響可波及數省，責任極其重大，所以道路和橋梁的設計、施工更加要強調穩重。

道路和橋梁的施工單位在確保安全、不中斷行車、利用行車間隙或短暫的封鎖時間進行道路和橋梁設施的修理、更換，從組織、計劃、準備和技術措施方面的考慮，都要十分細致、周密和嚴謹，要考慮如何盡可能不影響或少影響正常運行，以顧全國家、社會的大局利益，保證道路和橋梁運輸系統的總體效益。

一、目前我國道橋工程現狀

（一）隨著城鄉一體化建設和交通運輸事業的飛速發展，車輛載重量、車速和交通量已大為提高，在過去三、四十年所建造的低標準的、長期失養的農用、公路及城市的道路和橋梁能否繼續服役并安全運營，已成為公路和城市建設決策部門的一件大事。但是，有病害、甚至病害嚴重的危橋，如果有正確的檢查分析與診斷，以新技術、新材料給予加強、加固一般是能夠繼續安全運營的，并且能使其原有載重等級得到提高。此項檢查、分析、加固的費用，一般只是新建費用的10%-20%.而且在加固過程中，除少量重車短期繞行之外，勿須全部中斷交通，其經濟效益和社會效益極其了然。

（二）道路和橋梁的運營管理本來就較難，又長期失控，車輛超限、超速、尤其是嚴重超載，給道路和橋梁造成極大的損害。道路和橋梁一方面是遭到強力損害，另一方面卻未得到應有的關注、檢查、養護和救治，其壽命能長嗎？使得有的橋梁才建好十幾二十年，就因病害嚴重、承載力已大大降低而成為危橋。再加以缺少經驗豐富、理論基礎扎實的技術人員參與分析決策，加固乏術，不能保證安全，以致耗費巨資，將橋梁拆除重建。

（三）對于事關行車安全的道路和橋梁設施的管理、檢查、養護維修、大修加固、技術檢定等方面，我國的道路和橋梁交通系統就施行了一整套嚴格的制度。特別是道路和橋梁設施的管理，長期以來實行了道路和橋梁檔案管理、經常檢查、定期檢查、特別檢查和計劃預防性維修制度，配合路橋檢定、路橋試驗、洪水沖刷觀測、路橋大修和防洪工程，維護了路橋的正常完好狀態，從而大大地延長了路橋的使用壽命，使得經歷了幾十年的酷暑嚴冬、暴雨烈日、洪水淘刷、戰亂損壞和提載提速考驗，除少數做了加固、換梁或改建之外，絕大多數的蒼老舊橋至今仍保持著安全運營狀態，為國家承擔著日益繁重的運輸任務，創造了極大的經濟效益和社會效益。

二、公路橋梁的施工管理加強公路橋梁的管理并進行維修和加固，使其處于正常的工作狀態，充分發揮橋梁的作用，是公路管理部門的一項主要任務。對于橋梁的超限運輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點，公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設工程服務。 （一）對于經常過大件的路段，應對改路段上的大小橋梁進行重點檢查和管理，收集原始檔案材料，掌握其動態，針對其技術和承受能力編制相應的加固處理方案，需要報批的及時按程序報批。（二）在施工中針對其技術嚴格按照業主已批準的加固方案進行施工，注意抓重點、制約工程。（三）重視加固工程的原始資料的收集和整理工作，為今后的加固工程積累經驗。（四）充分調動基層單位的積極性，正確處理責、權、利的關系。公路橋梁的維修加固同樣屬于橋梁工程，不能重建輕養，橋梁的加固比新建還難，因為橋梁的維修加固，沒有現成的規范，更沒有可供使用的標準圖，橋梁的病害又錯綜復雜，病害原因難以確定。因此應充分重視公路橋梁的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態，確保公路運輸的安全。

三、要抓好道路和橋梁工程項目經理的管理技能，順利實現項目的目標。

項目經理是企業法人代表在項目上的全權委托人。在企業內部，項目經理是項目實施全過程全部工作的總負責人，對外可以作為企業法人的代表在授權范圍內負責、處理各項事務，因此項目經理是項目實施最高責任者和組織者。由此可見，項目經理是與項目分不開的，離開了項目，也就不存在“經理”，因此，要探討道路和橋梁工程企業項目經理應具備的條件，就不能不說項目管理，有怎么樣的項目管理，就必須有怎么樣的項目經理去管理，項目管理的方式、方法變了，項目經理應具備的條件也應與之相適應，否則就無法實現預期的管理目標。道路和橋梁工程的施工過程，項目經理對項目的管理主要限于對施工項目的管理，也就是說對一個道路和橋梁工程施工過程及成果進行計劃、組織、指揮、協調和控制。施工項目管理是項目管理的一個分支，項目管理的發展與改革促進了施工項目管理的發展，以及施工項目規模的越來越龐大與復雜也對項目經理提出了更高的要求。傳統的項目經理通常只是一個技術方面的專家和任務執行者。而現代項目經理不僅要有運用各種管理工具來進行計劃和控制的專業技術能力，還要有經營管理等其他多方面能力，比如對項目部成員的激勵以及與業主、監理、設計以及當地政府等各方的策略保持一致的能力。項目經理必須通過人的因素來熟練運用技術因素，以達到其項目目標。也就是說，道路和橋梁工程的項目經理，必須使項目部成為一個配合默契、具有積極性和責任感的高效率群體。因此，在現代項目管理的大環境與普遍采用項目法施工的情況下，筆者認為，相關道路和橋梁企業的項目經理若要實現預定項目管理的各種目標，項目經理要嚴格遵守道路橋梁工程施工與管理專業實施性專業規則管理技能和技術技能。從而確保道路橋梁工程施工與管理的順利實施。

四、路橋項目管理中的方案

篇（9）

半導體材料這一概念第一次被提出是在二十世紀，被維斯和他的伙伴考尼白格首次提及并使用，半導體材料從那時起便不斷的進步發展，伴隨著現代化的生活方式對一些數字產品的應用需求，社會對半導體材料推出了更高的要求，這使得半導體材料得到了飛躍性的發展【1】。本篇論文就半導體材料的概念性理解，半導體材料的歷史性發展，新一代半導體材料的舉例以及發展應用現狀等方面展開了基本論述，談論我國在半導體材料這一領域的應用與發展的實際情形。

1.對半導體材料的概念性理解

對半導體材料的理解不能脫離當今二十一世紀這個有著高需求和高速度特點的時代，這個時代同時也是崇尚環保觀念，倡導能源節約的時代，因此新的信息時代下半導體的發展要脫離以往傳統的發展模式，向新的目標邁進。

首先，我們要了解什么是半導體材料，這將為接下來的論述打下概念性的基礎。眾所周知，氣體，液體，固體等狀態都可稱之為物質的存在狀態，還有一些絕緣體，絕緣體是指導熱性或者導電性較差的物質，比如陶瓷和琥珀，通常把F，銀，金，銅等導熱性和導電性較好的一類物質成為導體，所以顧名思義，半導體既不屬于絕緣體，也不屬于導體，它是介于導體和絕緣體性質之間的一種物質【2】。半導體沒有導體和絕緣體發現的時間早，大約在二十世紀三十年代左右才被發現，這也是由于技術原因，因為鑒定物質的導熱性和導電性的技術到了一定的時期才得到發展，而且對半導體材料的鑒定需要利用到提純技術，因此，當對物質材料的提純技術得到升級到一定水平之后，半導體的存在才真正意義上在學術界和社會上被認可。

2.半導體材料的歷史發展及早期應用

對半導體材料的現代化研究離不開對這一材料領域的歷史性探究，只有知道半導體材料是怎樣，如何從什么樣的情形下發展至今的，才能對當今現代半導體材料形成完整的認識體系。對半導體材料的接觸雛形是先認識到了半導體材料的四個特性。論文接下來將會具體介紹，并對半導體材料早期應用做出詳細解釋。

2.1半導體材料發現之初的特性

半導體材料第一個被發現的特性，在一般的情況之下，金屬材料的電阻都是隨著溫度的升高而增加的，但是巴拉迪，這位英國的科學研究學者發現硫化銀這一物質的電阻隨著溫度的升高出現了降低的情況，這就是對半導體材料特性的首次探索，也是第一個特性。

半導體材料的第二個特性是由貝克萊爾，一位偉大的法國科學技術研究者發現的，他發現電解質和半導體接觸之后形成的結會在施加光照條件之下產生一個電壓，這是后來人們熟知的光生伏特效應的前身，也是半導體材料最初被發現的第二個特性。

半導體材料的第三個特性是由德國的科學研究學者布勞恩發現的，他發現一些硫化物的電導和所加電場的方向有著緊密的聯系，也就是說某些硫化物的導電是有方向性的，如果在兩端同時施加正向的電壓，就能夠互相導通，如果極性倒置就不能實現這一過程，這也就是我們現在知道的整流效應，也是半導體材料的第三個特性。

半導體材料的第四個特性是由英國的史密斯提出的，硒晶體材料在光照環境下電導會增加，這被稱作光電導效應，也是半導體材料在早期被發現的第四個特性【3】。

2.2半導體材料在早期的應用情況

半導體材料在早期被應用在一些檢測性質的設備上，比如由于半導體材料的整流效應，半導體材料被應用在檢波器領域。除此之外，大家熟知的光伏電池也應用了早期的半導體材料，還有一些紅外探測儀器，總之，早期被發現的半導體材料的四個重要的特性都被應用在了社會中的各個領域，半導體材料得到初步的發展。

直到晶體管的發明，使得半導體材料在應用領域被提升到一個新的高度，不再僅僅是應用在簡單的檢測性質的設備中或者是電池上，晶體管的發明引起了電子工業革命，在當今來看，晶體管的發明并不僅僅只是帶來了這一電子革命，最大的貢獻在于它改變著我們的生活方式，細數我們現在使用的各種電器產品，都是有晶體管參與的。因此晶體管的發明在半導體材料的早期應用發展上有著舉足輕重的位置，同時也為今后半導體材料的深入發展做足了準備，具有里程碑式的意義與貢獻【4】。

3.現代半導體材料的發展情況

以上論文簡單的介紹了半導體材料以及其早期的發現與應用，接下來就要具體探討第三代半導體材料這一新時代背景下的產物。第三代半導體材料是在第一和第二代半導體材料的發展基礎之上衍生出的更加適應時代要求和社會需要的微電子技術產物。本篇論文接下來將介紹我國半導體材料領域的發展情況，并介紹一些新型的半導體材料的應用與發展情況。

3.1我國半導體材料領域的發展情形

半導體材料的發展屬于微電子行業，針對我國的國情和社會現狀，我國微電子行業的發展不能急于求成，這將會是一個很復雜的過程，也必定是一個長期性的工程。從現在半導體材料發展的情況來看，想要使半導體材料更加滿足受眾的需求，關鍵要在技術層面上尋求突破。我國大陸目前擁有的有關半導體材料的技術，比如IC技術還只能達到0.5微米，6英寸的程度，相較于國際上的先進水平還有較大的差距。

雖然我國目前在半導體材料領域的發展水平與國際先進水平存在著較大的差距，但是這也同時意味著我國在半導體材料領域有著更大的發展空間和更好的前景，而且當今不論是國內環境還是國際環境，又或者是政治環境影響下的我國的綜合性發展方面而言，對中國微電子行業半導體領域的發展還是十分有利的，相信我國在半導體材料這一領域一定會在未來有長足的發展。

3.2新型半導體材料的發展介紹

前文提到，第三代半導體材料如今已經成為半導體材料領域的主要發展潮流，論文接下來將會選取幾種關鍵的三代半導體材料展開論述。

第一種是碳化硅材料。它屬于一種硅基化合物半導體材料，這一類材料的優越性體現在其較其他種類半導體材料有著更強的熱導性能。因此被應用在廣泛的領域，比如軍工領域，，也會被應用在太陽能電池，衛星通信等領域。

第二種是氧化鋅材料。氧化鋅材料被廣泛的應用到了傳感器和光學材料領域中，這是因為它具備一些關鍵性的特性，集成度高，靈敏度高，響應速度快等，這些特征恰恰是傳感等應用范圍廣泛的領域中所看中的關鍵點，不僅如此，氧化鋅半導體材料不僅性能好，而且這類材料的原料豐富，所以價格低廉，還具有較好的環保性能【5】。

4.結語

近年來，半導體照明產業得到了飛躍式的發展，被越來越廣泛的應用到人們的日常生活中，而支撐這一產業的核心材料正是以碳化硅等半導體材料為主的某些微電子材料，半導體材料利用下的各項技術已經在全球范圍內占領者新的戰略高地。我國半導體材料領域雖然起步晚，發展水平較國際水平有差距，但是前景光明，尤其是第三代半導體材料的出現和應用，在人們的生活中有著更加廣泛和有建設性的應用，改變著人們的生活方式，不斷推動著半導體材料的發展。

參考文獻：

[1]甘倩.淺談LED路燈在城市道路照明中的應用[J].建筑工程技術與設計，2014，（12）：477-477.

[2]黃裕賢.淺談157nm激光微加工工藝及自動化編程[J].科學與財富，2015，（7）：560-560.

篇（10）

 

LED發光二極管，也叫作光發射二極管（Light EmittingDiode，簡寫為LED）。是一種可將電能轉變為光能的半導體發光器件，屬于固態光源。它是利用固體半導體芯片作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中載流子發生復合，放出過剩能量而引起光子發射產生可見光。近年來隨著LED芯片技術的提高、價格的降低以及相關驅動電路的成熟，使LED光源在照明領域的應用成為可能。尤其在目前全球范圍能源緊張，中央政府大力提倡“節能降耗”的宏觀環境下，大力推廣LED照明必將產生重大的經濟效益和社會效益。

1.LED光源的優點

LED的發光原理是利用半導體中的電子和電洞結合而發出光子，不同于白熾燈絲需要在3000度以上的高溫下工作，也不必像熒光燈需使用高電壓激發電子束，LED和一般的電子組件相同，只需要2～4伏特(V)的電壓，在常溫下就可以正常動作，因此其壽命也比傳統光源來得更長，可達10萬小時以上，被稱為長壽燈。因LED光源工作電壓低，所以安全可靠，人體接觸無危險。

LED光效可達200lm/w，白熾燈的發光效率是8～15 lm/ W左右，普通T-8鹵素熒光燈光效為40 lm/ W，相同照明效果比傳統光源節能很多。免費論文參考網。并且LED還有毫秒級的通斷時間，這也是一般傳統光源無法達到的。

LED所發出的顏色，主要取決于電子與電洞結合所釋放出來的能量高低，也就是由所用的半導體材料的能隙所決定。同一種材料的波長都很接近，因此每一顆LED的光色都很純正，其光譜中無紫外線，故無熱量，無輻射損失，不會形成光污染，是真正環保的綠色光源。

LED芯片大小可以根據用途而隨意切割，常用的大小為0.3～1mm左右，跟傳統的白熾燈或熒光燈相比，體積相對小得多。為了使用方便，LED通常都使用樹脂包裝，做成5mm左右的各種形狀，十分堅固耐震。

LED光源方便管理，具有集中控制和分散控制或對點進行可調節性控制等多種方式。通過控制電流調光，不同光色組合以調色，加上控制電路以達到多種動態變化效果。

2.LED照明的應用現狀

2003年6月，我國由科技部在“863”計劃的支持下，在照明領域及時啟動了“國家半導體照明工程”。免費論文參考網。2004年4月，科技部確定工作重點――發展新型照明行業，并確定福建廈門、上海、大連和江西南昌為首批四個國家半導體照明產業基地。通過“863”計劃等科技計劃的支持，我國已經初步形成從外延片生產、芯片制備、器件封裝集成應用的比較完整的產業鏈。

在剛剛閉幕的2008年北京奧運會上，科技含量最高的場館――“水立方”外表的絢麗色彩就是來源于LED照明，僅這一項，就比普通照明節電60%以上 。國家863計劃重大科研課題“國家游泳中心半導體照明規模化系統集成技術研究”和北京市的“LED在國家游泳中心建筑物景觀照明上的應用研究”兩項科研課題，取得的一系列技術突破，為“水立方”的景觀照明提供了堅實的科技支撐。“水立方”采用空腔內透光的照明方式，是目前世界上最大的膜結構建筑的LED景觀照明方案。該方案采用單顆1W大功率LED光源，光源具有長壽命、易集成、快響應、利環保、高節能、光分布易于控制、色彩豐富等特點。

據相關報道，目前山東省濰坊市實施了大功率LED照明示范工程,利用自主開發的新型高效節能環保LED路燈,大規模推廣應用城市綠色照明系統。已安裝大功率LED路燈接近11000盞，在維持道路照度相同(或更優)并滿足建設部道路照明標準的前提下顯示了非常顯著的節能效果,實測與高壓鈉燈相比節電69%,與金鹵燈相比節電70%以上。LED路燈每天節電超過2.4萬度,一年節電超過890萬度,再加上減排的二氧化硫、二氧化碳和粉塵,社會和經濟效益顯著。

更多LED照明的相關資料表明，經過2004-2006年的導入期，中國現在已有多個城市正在大力實施LED城市景觀與道路照明工程，以節能降耗面對日益嚴峻的全球能源緊缺形勢。

3. LED照明的應用前景

目前，照明消耗約占整個電力消耗的20%，大大降低照明用電是節省能源的重要途徑。LED正以其固有的優越性吸引著世界的目光。免費論文參考網。 美國，日本等國家及臺灣地區對LED照明效益進行了預測，美國55%的白熾燈、日光燈被LED取代，每年可節省350億美元電費，每年可減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%的白熾燈換成LED，可減少1-2座核電站發電量，每年可節省10億公升以上原油消耗。臺灣地區25%的白熾燈及100%日光燈被LED取代，每年可節省110億度電。

舉世矚目的2008年北京奧運會和2010年上海世博會都不約而同地以圍繞綠色節能為主題，這給中國LED照明產業的發展帶來了巨大的歷史機遇。據國內知名研究公司馳昂咨詢(Sinotes)近日的預測，在奧運、世博的強力帶動下，中國LED照明市場規模將從2007年的48.5億元快速增長至2010年的98.1億元。

在全球能源短缺、環保要求不斷提高的情況下，憑借LED照明技術的亮度高、使用壽命長、節能、綠色環保等顯著優勢，伴隨LED技術的飛速發展，使LED成為普通照明光源的時日越來越近，必將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后新的照明革命。

參考文獻

［1］國家半導體照明工程研發及產業聯盟推薦性技術規范 LB/T001―2008

［2］《中國半導體照明產業發展年鑒2006》

篇（11）

 

(一) 引言

從慢速光的發展起，關于光的相關研究日益涌現，隨后我們探索了很多不同的物理計劃和媒介，并通過對光和物質相互作用的基本特性的更進一步的理解，以及利用這些相互作用應用到各個方面的可能性的增加，從而激發人們研究光速控制問題的興趣。畢業論文，相干群振蕩。更為特別的是，已經有人建議將慢速光效應應用到光的緩沖上來[2]，但也有人指出，在可以實現的延遲時間和可以容納的帶寬之間的反映問題上，基本物理極限是有折衷的[3]。有兩個例子可以說明，一個是對光饋相控天線陣的控制及合成，另一個是對微波濾波器的控制。對實際應用來說，我們特別感興趣的是，通過使用這種媒介，實現對廉價和小型設備的認識，并允許這些設備其他功能的集成。因此，那些以半導體為基礎的設備尤其受到人們的關注。并且，在這些設備結構里慢速和快速光效應的研究上，人們已經做了很多工作。但不幸的是，半導體材料中的電磁感應透明現象是很難被人們所認識的[1]。因此，移相的時間很短，而離散層次結構（它對于實施電磁感應透明的計劃是必要的）可以通過利用半導體量子點來被人們所認識。利用現如今的技術所獲得的大小波動，將導致這種不均勻的擴大，從而減弱其影響[2]。畢業論文，相干群振蕩。相反，人紅寶石晶體所表現出的振蕩效果（CPO），已經被不同的組數利用，以實現在半導體波導光中的光速控制[6-15]。從最近的評論來看，本文重新認識了CPO的物理效應，并強調了提高相移和頻率范圍的不同計劃。

(二) 慢速光的基本原理

連續波（CW）光束在折射率為n的介質中傳播時，其傳播速度v =c / n，其中C是真空中的光速。折射率n與該介質中的相對介電常數通過等式相互聯系起來。如果信號強度隨時間而變化，即信號的頻譜具有有限的寬度，那么強度調制的傳播速度由群速度所給定，有如下等式:

（1）

其中，Ng表示的是群折射率而w是光的頻率。

因此，可以看出，群速度隨媒質和頻率中相速度的不同而不同，其中的折射率與頻率方面存在一階非零的的導數。如果光的強度被調制了（例如正弦調制），那么群速度由通過設備傳輸強度模式的速度所描述。在討論光的放緩問題的時候，我們感興趣的是由媒質分散所導出的方程組（1）式，既然群折射率的這一部分可能因此而被改變，它就使我們能夠控制光的速度。

(三) 相干群振蕩（CPO）

CPO所產生的效應依賴于能夠激發半導體的外部激光束，它導致了在半導體中載波分配的調制以及隨后折射率的分散和改變。畢業論文，相干群振蕩。在一般情況下，該效應可以通過建立在四波混頻（FWM）理論的頻率域來分析。然而，在實際情況下，重要的外部信號是由調制激光束的強度產生的，在動態折射率可以忽略的情況下，該效應可以由時域中的飽和作用來解釋[9]。畢業論文，相干群振蕩。在波導吸收的理論下（也就是說，存在一個電子吸收（EA）），CPO效應導致了慢速光的產生，對應于相位的延遲，波導的放大，而半導體光放大器（SOA）導致快速光的產生，對應于相位的超前。在這兩種情況下，飽和功率和有效載體的周期就分別是功率分配和頻率獨立性的重要特征。根據激光束和調制頻率之間的頻率的不同，載波分配的不同動態效應就顯得尤為重要。活性層的內部結構（即散裝或低維度）會因此成為影響快速和慢速光行為特征的因素。

(四) 級聯裝置

既然電子吸收（EA）結構顯示出的壽命要比半導體光放大器（SOA）結構顯示出的壽命短得多（因為SOA存在多載波掃頻），那么電子吸收（EA）就成為高頻率應用的最佳選擇。但另一方面，這種吸收限制了傳播力度。解決該問題的一個辦法是將上述兩種結構結合，這是因為，不同的反應能夠受益于EA部分的慢速光效應，而從SOA部分獲得增益，并且沒有快速光在該部分的抵消作用[11]。此外，通過連接幾個這樣的結構，可以增加總微波的相位延遲[12]。畢業論文，相干群振蕩。圖1顯示出了照片，并編制了一個多部分的設備原理圖和相對應相位變化的測量。

在等高線圖中，它作為輸入光的強度和反向偏置的功能圖。根據圖中所顯示的，要控制光放緩的程度是可能的，要么通過反向電偏移，要么通過光纖輸入光信號強度。對于固定反向偏置，我們觀察到一個最佳的強度，這是由于誘導輸入信號的飽和度和觀察固定光學輸入強度

的最佳反向偏置[5]，這也反映了增加電壓有源區跌幅的載波掃出時間[9]。在這種特殊情況下，對于SOA部分的固定電流和EA部分的反向電壓來說，我們能夠獲得大約140度的最高相位變化。如果電氣偏移允許我們改變反向偏置，絕對相位的變化可能獲得進一步增加，最近，這一結論被一個獨立部分的波導所論證[13]。

Figure 1.

(五) 光學濾波

人們已經證明，對于強度調制來說，比如雙邊帶，輸入信號的相移只取決于動態增益[9，10]。然而，折射率的調制可以通過演示光學過濾前檢測來增加相移（即調制一個非零線寬增強因子）[14]。該實驗裝置如圖1所示，波長為1539.46nm的激光被網絡分析儀所調制，它通過一個推拉式的Mach-Zehnder強度調制器（MZM）生成了兩個邊帶（紅移邊帶，藍移邊帶），并伴隨有強大的載體,其中ares=-0.2。經過了大量的SOA檢測（這里四波混頻效應將導致相位的變化和兩個邊帶的增強），兩個邊帶其中之一（紅移邊帶或藍移邊帶）將會在檢測前被具有0.1nm帶寬的光纖光柵陷波器所阻止。當調制頻率大于4GHz時，一個邊帶可以很容易地被清除，而不破壞或其他邊帶或載波，通過采用光纖放大器（EDFA）和可變光衰減器（VOA），輸入光功率可以調整在-10.3dBm和13.6dBm之間。畢業論文，相干群振蕩。實驗結果顯示，如圖所標記的三種不同的情況，即無過濾（黑），阻塞藍邊帶和通過紅邊帶（紅色），阻塞紅邊帶而通過藍邊帶（藍色）。該結果與以波混合模型為基礎的數值模擬相比較，顯示出了良好的吻合度。結果表明，絕對相移以及工作頻率可以通過阻塞紅移邊帶而大大加強。另一方面，阻斷藍移邊帶只會導致相移發生微小的變化。這種現象可以通過如下原因解釋，即當我們考慮經過波混頻后，它導致了兩個邊帶的有效增益和相位變化，因為它不同組成部分之間相位的變化在這里發揮了重要作用。

Figure 2.

(六) 偏振旋轉的利用

最后，我們可以展示一個完全不同的方法，該方法通過利用極化效應來實現對微波相移控制，該實驗裝置如圖3所示，波長為1550nm的激光束被網絡分析儀正弦調制，它是通過一個 Mach-Zehnder強度調制器（MZM）來確保相反符號轉移曲線的TE和TM組件正常運行。利用這種方法，被調制的TE和TM組件之間的相位φ實現了180 °的相移。通過利用SOA（半導體光放大器）中依賴強度的偏振旋轉，并在光電檢測之前引進偏振選擇性的組成部分，我們因此可以控制相移。在實驗中，通過引入一種摻鉺光纖放大器（EDFA）和可變光衰減器（VOA），SOA的輸入光功率可以在- 7dBm的和13dBm之間調節，這將促使SOA信號的偏振旋轉[14]。在經過SOA以后，通過網絡分析儀，我們用一個偏振控制器（PC3）和偏振分光鏡（PBS）來選擇需要被檢測的偏振性。SOA的源電流固定在160毫安，調制的射頻功率為0dBm。測量結果表明，該相位可以通過輸入光功率和大約150 °的相移控制而不斷的調整，它所獲得的高調制頻率高達19 GHz。

Figure 3.

(七) 結論

我們已經介紹并展示了控制強度調制光信號相移的不同計劃，它建立在半導體光波導中慢速和快速光效應的基礎之上。我們發現，通過級聯設備或利用光學過濾設備可以進一步增強活動區域中混合波的基本作用。此外，我們可以實現移相器，方法是在兩個光場偏振元件上引入不同的相移，并通過利用非線性偏振旋轉效應不斷交換它們之間的相移。在這個時候，最大的相移達到了我們所要求的180 °并且能夠獲得高達20 GHz頻率。為了足夠靈活的實施相控天線陣和微波濾波器，相移的控制應該被進一步增加到360°，并且可根據實際應用增加額外的要求。

【參考文獻】

[1]L. V. Hau, S. E. Harris, Z.Dutton and C. H. Behroozi, “Light speed

reduction to 17 meters per second in anultracold atomic gas.” Nature