摘要：如今，我国许多行业发展都离不开电子科学技术的进步，而半导体材料是现代电子科学工业重要的基础产品。世界范围内的新材料研发一直是科研热点所在。运用新兴的物理材料不仅能够改善特定领域的传统应用与发展方式，还能够极大程度的提升生产、制造等实际应用角度的效率。
关键词：电子科学技术；半导体；发展趋势
引言
现阶段，我国的各个行业的发展都离不开电子科学技术的进步，而半导体材料是现代电子科学工业重要的基础产品。在现代社会的发展过程中，半导体材料始终处于重要地位。目前，以带隙宽度明显大于硅和砷化镓的宽禁带半导体作为第三代半导体材料为代表在各个领域都发挥着各位优越的性能，并为各个行业的进步与发展做出巨大贡献。
1电子科学技术中的半导体材料发展的背景与意义
虽然现阶段的社会发展离不开电子科学技术中的半导体材料的支持，但半导体材料仅仅经历了数十年的发展。从第一代半导体材料的出现，以硅和锗为代表的第一代半导体因为储存量较大和制作工艺较为成熟等原因快速的取得广泛的应用，直到现阶段的各种技术仍在很多领域应用第一代半导体材料。在电子科学技术发展初期，半导体材料的发展并不顺利，最早应用于半导体材料制作的元素是锗，但由于锗的化学性活泼，极易与半导体设备中的其他材料发生氧化还原反应，进而生成化学性稳定的氧化锗，从而大幅度降低了锗的导电性，严重阻碍了电子科学技术的发展。同时，锗的产量也远远低于硅的产量，这也严重的限制了当时半导体材料的发展。直到上个世纪八十年代，在红外光学领域的技术突破，使锗这种半导体材料取得了在红外光学领域的广泛应用，随后也在太阳能电池领域得到了较为广泛的应用。随着人们对电子科学技术研究的不断深入和对半导体材料的认识不断深化，逐渐开发出第二代和第三代半导体材料。尤其是第三代半导体材料具有宽禁带、高热导率、高的击穿电场，高抗辐射能力、高电子饱和性以及高速率等特点在各个领域中得到了广泛的应用，同时在未来仍有十分广阔的发展前景。
2半导体材料在电子科学技术中的分类与发展
2.1半导体硅材料
最近几年，新型半导体材料不断出现。硅以其丰富的资源、低廉的价格和优异的性能，在半导体市场上也占有重要的地位。人们日常生活中生产的大部分电子产品都是由硅基材料制成的。也有一些集成电路也是由硅或硅晶体衍生物制成的。可见硅材料在半导体的发展中非常关键。早在20世纪末，硅材料就作为电子科学技术的主要材料被研究和开发，并应用于各个领域。其年需求量也呈现出快速增长的趋势。根据当今世界硅材料的消耗量，硅在未来很可能成为电子通信和计算领域不可缺少的材料。半导体材料在机械领域中占有重要地位。如果没有硅材料对半导体材料发展的支持，半导体就不会经常更新换代，性能不断提升。半导体硅材料有多种不同的形态，各种形态的硅材料都应用在半导体生产中，在其中发挥着不同的作用。
2.2光子晶体材料
光子晶体是现在应用最广泛的，通过利用周期性电够晶体所出现的一种类光学型经济。光子信息主要是通过调整波纹的长度，实现半导体电子之间的间隙传达，从而使现在的电子管家能够非常良好的传递，光波实现对内部电流的传输，从而对半导体的使用有着非常好的辅助作用。然而随着现在电子技术的发展，人们对于现在内部产品的芯片重视越来越高，因此就对于电子产品的要求越来越强，所以通过减少电子产品的体积和规格，实现对现代电子产品材料的优化。
2.3砷化镓单晶材料
砷化镓是一种耐高温、耐辐射的材料。主要应用于微电子、光电子材料等领域。在一些高速运行的电子设备中用处非常大。近年来，通信技术的采用的信道的频率在不断增加，生产中使用的砷化镓的数量也逐渐增加。由于目前GaAs单晶材料的研发起步不如其他国家早，随着一些企业的崛起，半导体材料的生产机会也越来越多。
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3发展我国半导体材料的一些思考
3.1加大对硅材料的开发力度
硅是半导体的主要材料和制作电子产品的主要来源，虽然世界上存在着丰富的硅资源，但是根据目前社会发展趋势来看，人们对电子产品的要求不断增高，只有不断开发新型半导体才会解决人类对世界各地的需求问题，但是我国对硅的开发程度较一些发达国家的开发程度相距甚远，要想使国家科技能够更高一步的发展，发展源源不断的科技原材料是必要前提，因此，为了缩小我国与发达国际间的差距，国家要积极引进硅晶体提炼设备，建立更多的硅晶体提炼基地，培养一批优秀的硅晶体提取的专业人员，然后才能够更好的发展我国电子科学技术，进而提高我国的综合国力。
3.2发展超晶体材料
超晶体就是光子晶体，它是发展微电子技术以及光电子技术的目标。大力开展超晶体能够为国家在新时期发展提供力量，开展和研发超晶体要依靠我国雄厚的经济实力进行进一步探索。国家要引进国外的先新进技术和设备，不断提高光电子在我国的存储量。同时，我国也要集中人力、物理和财力加大对光子晶体材料更深一步的开发和研制，为推动我国经济发展和科技进步提供动力。
3.3促进光子晶体的发展
超晶体是光子晶体，是微电子和光电子技术发展的目标。大力发展超晶可以为我国在新时期的发展提供力量。发展超晶体需要依靠我国强大的经济实力持续不断地探索。我们应该培养这方面人才并且引进先进设备，不断提高光电子产品的存储数量。同时，中国应引进新的技术，进一步开发和开发光子晶体材料，为中国经济发展和科技进步提供动力。
3.4半导体材料的发展趋势
在二十世纪末之前，由于国家发展起步晚，所以在科学技术上和电子设备的生产能力相对落后的条件下，半导体的主要材料就只有硅材料，硅材料的应用也为电子技术的发展奠定了扎实的基础，更是成为了第一代半导体制作材料的重要标志；随着国家科技的不断进步，人们对信息的需求量也越来越多，因此电子产业就要研发出能够适应社会需求的电子产品，其中以砷化镓为代表的第二代半导体就被研发出来，第二代半导体主要解决了人们对社会信息需求量大的问题，主要应用于微型电子和光电子等领域。近年来，社会又出现了第三代半导体材料，其材料主要是以氮的化合物为主，也在电子市场中占据着其特有的地位。半导体材料正在以大尺寸、功能多样以及完整性强等方向发展。目前，第三代半导体主要是一些以氮的氧化物、光电晶体管以及柔性晶体管作为电子产业生产的主要原料。随着电子产品逐渐向微型电子领域过渡，半导体材料仍旧会成为未来研发科技的基础材料。微电子的主要目的是在一定程度上缩小电子器件的体积，因此，在增加芯片的面积来提高对信息的处理频率和速度上，半导体材料要由传统的单片集成过渡到系统集成方面去发展。
结束语
从第一代半导体材料发展到现阶段的第三代半导体材料，电子科学技术得到了巨大的发展，同时也带动了周边产业的发展，为我国的发展起到了重要的推动作用。在新的时代，人们必然会对半导体材料的要求逐步提高，相关的研究者也应该积极面对时代的进步，在原有技术上不断创新，不断改革，不断生产出可以满足各个行业需求的半导体材料。
参考文献
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[3]郝建群,高伟,赵璐冰,等.第3代半导体发展概述及我国的机遇、挑战与对策[J].新材料产业,2016(11):6-13.
作者简介：
李和飞，男，浙江衢州（1998.02.14）中国人民武装警察部队警官学院。
吴桐，男，黑龙江依安（1998.12.03）中国人民武装警察部队警官学院。
牟茂逐，男，四川泸州（1998.05.01）中国人民武装警察部队警官学院。
论文作者:李和飞,吴桐,牟茂逐
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：半导体材料论文; 材料论文; 晶体论文; 半导体论文; 电子论文; 科学技术论文; 领域论文; 《电力设备》2019年第22期论文;