有機(jī)光電子學(xué)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
有機(jī)光電子學(xué)的實(shí)例教程
【引言】
以氮化鎵，碳化硅和氧化鋅等為代表的第三代半導(dǎo)體材料已經(jīng)在消費(fèi)電子，5G通訊，電動(dòng)汽車(chē)，光電通信等諸多新興領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些寬禁帶材料同時(shí)也具有非中心對(duì)稱的晶體結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出顯著的壓電特性。然而這些材料中壓電極化電荷和半導(dǎo)體特性的耦合過(guò)程長(zhǎng)期以來(lái)被忽略。
針對(duì)壓電半導(dǎo)體中極化電荷和半導(dǎo)體特性耦合過(guò)程的研究和應(yīng)用，佐治亞理工學(xué)院及中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林院士分別于2007年和2010年首次提出壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)的基本概念和原理，并建立了壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)這兩大新興學(xué)科。在壓電電子學(xué)效應(yīng)中，壓電半導(dǎo)體材料受機(jī)械作用產(chǎn)生的極化電荷對(duì)金屬-半導(dǎo)體肖特基結(jié)或p-n結(jié)界面處的載流子傳輸過(guò)程進(jìn)行有效調(diào)制，實(shí)現(xiàn)了將外部機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴弘?em>電子學(xué)器件（例如晶體管，邏輯電路等）中的門(mén)控信號(hào)。在壓電光電子電子學(xué)效應(yīng)中，壓電半導(dǎo)體材料受機(jī)械作用產(chǎn)生的極化電荷對(duì)光生載流子的產(chǎn)生，復(fù)合，分離以及輸運(yùn)的過(guò)程進(jìn)行有效調(diào)制，實(shí)現(xiàn)了將外部機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴弘?em>光電子學(xué)器件（例如光電探測(cè)器，發(fā)光二極管等）中的門(mén)控信號(hào)。
壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)不僅提供了豐富的基礎(chǔ)研究機(jī)會(huì)，并在人機(jī)交互、微納機(jī)電器件、傳感和自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，人工智能等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景，由此激發(fā)了科研人員在這個(gè)領(lǐng)域的研究興趣。近年來(lái)對(duì)于壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究取得了快速地發(fā)展。多種功能材料中的壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)的基本效應(yīng)得到了系統(tǒng)深入地研究，相關(guān)的理論體系得以建立，諸多壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)器件也被設(shè)計(jì)研發(fā)。為增進(jìn)研究者們對(duì)壓電電子學(xué)與壓電光電子學(xué)的理解以推進(jìn)其實(shí)際應(yīng)用，王中林院士組織領(lǐng)域內(nèi)研究者在2018年12月的美國(guó)材料學(xué)會(huì)會(huì)刊（MRS Bulletin）上撰寫(xiě)了主題為“壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)”的?？?。
展開(kāi) 光電子學(xué)正在使內(nèi)窺鏡變得更小，這意味著隨著光電技術(shù)的不斷微型化，該技術(shù)的侵入性也越來(lái)越低。
除了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡技術(shù)外，光電子學(xué)還有助于開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的新方法?；颊呖梢酝萄实乃幫钄z像頭就是一個(gè)良好例證。藥丸攝像頭會(huì)在穿過(guò)胃腸系統(tǒng)時(shí)拍照，這個(gè)過(guò)程比傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡檢查更舒適。
消費(fèi)類電子
光電子學(xué)在許多消費(fèi)類電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。幾乎所有集成了照明和顯示器的現(xiàn)代設(shè)備，都是通過(guò)光電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光的。例如：
LED：LED廣泛應(yīng)用于日常照明產(chǎn)品；作為消費(fèi)品的照明源，提高美感；用于LED和有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）電視、智能手機(jī)、筆記本電腦和計(jì)算機(jī)監(jiān)控器，以提供高畫(huà)質(zhì)和低能耗。
圖像傳感器（CCD、CMOS傳感器）：這些傳感器被用于許多成像和視頻消費(fèi)品，例如數(shù)碼相機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像頭。
其他傳感器：消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，還使用了各種其他光電傳感器。比如：遙控器的紅外傳感器，AR/VR頭顯設(shè)備的深度傳感器，以及用于智能家居自動(dòng)化的光學(xué)運(yùn)動(dòng)傳感器。
激光二極管：這些器件被應(yīng)用于通信技術(shù)、光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)和條碼掃描器。
光耦合器（光隔離器）：這些光學(xué)互連器件利用光信號(hào)在集成電路之間傳輸電子信號(hào)，同時(shí)保持各集成電路之間在電氣上的相互隔離。它們被廣泛應(yīng)用于電源、電機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和通信接口。
太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能電池本身是一種光電器件，但它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，尤其是在當(dāng)今時(shí)代，許多太陽(yáng)能電池板正在被安裝并添加到電網(wǎng)中，以實(shí)現(xiàn)能源去碳化。太陽(yáng)能電池板可以安裝在住宅和企業(yè)中，也可以作為太陽(yáng)能電池板陣列安裝在大型公用事業(yè)級(jí)電站中。
太陽(yáng)能電池的種類繁多，從傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池到石墨烯增強(qiáng)太陽(yáng)能電池、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池，柔性透明太陽(yáng)能電池以及染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC），不一而足。
展開(kāi) 【引言】
近年來(lái)，壓電光電子學(xué)效應(yīng)廣泛被用于各類半導(dǎo)體光電器件的性能調(diào)制，包括：太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、光電二極管和光探測(cè)器等。然而，關(guān)于壓電光電子學(xué)效應(yīng)在不同器件結(jié)構(gòu)和材料體系的半導(dǎo)體光電器件中的調(diào)制作用機(jī)制研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。更重要的是，壓電光電子學(xué)效應(yīng)不僅會(huì)產(chǎn)生使器件性能增強(qiáng)的作用，還可能會(huì)產(chǎn)生使器件性能削弱的作用，極大地限制了壓電光電子學(xué)效應(yīng)能夠達(dá)到的器件性能增強(qiáng)的最大幅度。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，在西安交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院微電子學(xué)院賀永寧教授和彭文博博士講師的指導(dǎo)下，潘子健和李芳沛等研究成員以異型和同型異質(zhì)結(jié)光電二極管為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比壓電光電子學(xué)效應(yīng)在兩種異質(zhì)結(jié)光電二極管器件中的性能調(diào)制作用，系統(tǒng)地研究了不同器件結(jié)構(gòu)對(duì)壓電光電子學(xué)效應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，壓電光電子學(xué)效應(yīng)能使p-n異型異質(zhì)結(jié)光電二極管器件的性能增強(qiáng)約150%，而僅能使n-n同型異質(zhì)結(jié)光電二極管器件的性能增強(qiáng)約55%。通過(guò)系統(tǒng)地分析壓電電荷對(duì)兩種器件能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)制作用，發(fā)現(xiàn)：壓電光電子學(xué)效應(yīng)在p-n異型異質(zhì)結(jié)光電二極管器件中引入了兩種增強(qiáng)器件性能的正效應(yīng)，而其在n-n同型異質(zhì)結(jié)光電二極管器件中不僅引入了一種增強(qiáng)器件性能的正效應(yīng)，還引入了兩種削弱器件性能的負(fù)效應(yīng)，因此壓電光電子學(xué)效應(yīng)對(duì)前者的性能增強(qiáng)作用更顯著。此外，有限元仿真結(jié)果表明壓電光電子學(xué)效應(yīng)對(duì)p-p同型異質(zhì)結(jié)光電二極管器件性能的調(diào)制作用與其對(duì)n-n同型異質(zhì)結(jié)光電二極管器件性能的調(diào)制作用類似。
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Ansys | 什么是光電子學(xué)？1個(gè)月前
光電子學(xué)（optoelectronic或optronics）絕不僅僅是光子學(xué)的一個(gè)子領(lǐng)域，而是光學(xué)和電子學(xué)交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵學(xué)科，推動(dòng)著通信、成像、傳感和能源等領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。盡管光電子學(xué)位于兩個(gè)物理領(lǐng)域的交叉地帶，但同時(shí)又具有其獨(dú)特的器件體系，主要涉及光的發(fā)射或探測(cè)。
就此而言，光電器件（optoelectronic devices）要么使用光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電輸出，要么采用電輸入并將其轉(zhuǎn)換為光信號(hào)
【引言】
以氮化鎵，碳化硅和氧化鋅等為代表的第三代半導(dǎo)體材料已經(jīng)在消費(fèi)電子，5G通訊，電動(dòng)汽車(chē)，光電通信等諸多新興領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些寬禁帶材料同時(shí)也具有非中心對(duì)稱的晶體結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出顯著的壓電特性。然而這些材料中壓電極化電荷和半導(dǎo)體特性的耦合過(guò)程長(zhǎng)期以來(lái)被忽略。
針對(duì)壓電半導(dǎo)體中極化電荷和半導(dǎo)體特性耦合過(guò)程的研究和應(yīng)用，佐治亞理工學(xué)院及中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林院士分別于
【引言】
近年來(lái)，壓電光電子學(xué)效應(yīng)廣泛被用于各類半導(dǎo)體光電器件的性能調(diào)制，包括：太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、光電二極管和光探測(cè)器等。然而，關(guān)于壓電光電子學(xué)效應(yīng)在不同器件結(jié)構(gòu)和材料體系的半導(dǎo)體光電器件中的調(diào)制作用機(jī)制研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。更重要的是，壓電光電子學(xué)效應(yīng)不僅會(huì)產(chǎn)生使器件性能增強(qiáng)的作用，還可能會(huì)產(chǎn)生使器件性能削弱的作用，極大地限制了壓電光電子學(xué)效應(yīng)能夠達(dá)到的器件性能增強(qiáng)的最大幅度。
【成果簡(jiǎn)介】
