光电子材料信息材料

（二）2.2.8集成电路发展面临的问题

1、基本限制如热力学限制。由于热扰动的影响，对数字逻辑系统，开关能量至少应满足

ES>4kT=1.65×10-20J。当沟道长度为0.1

m时，开关能量约为5×10-18J。在亚微米范围，从热力学的角度暂时不会遇到麻烦。又如加工尺度限制，显然原子尺寸是最小可加工单位，但现在的最小加工单位远远大于这个数值。

2、器件与工艺限制

3、材料限制硅材料较低的迁移率将是影响IC发展的一个重要障碍。

4、其他限制包括电路限制、测试限制、互连限制、管脚数量限制、散热限制、内部寄生耦合限制等。2.3.1衬底材料

锗（Ge）是最早用于集成电路的衬底材料。Ge的优点：载流子迁移率比硅高；在相同条件下，具有较高的工作频率、较低的饱和压降、较高的开关速度和较好的低温性能。Ge的缺点：最高工作温度只有85℃，Ge器件热稳定性不如硅；

Ge无法形成优质的氧化膜；

Ge中施主杂质的扩散远比受主杂质快，工艺制作自由度小。Ge禁带宽度0.72eVSi禁带宽度1.1eV硅（Si）是今后相当长时间内集成电路的衬底材料。硅的优点：

Si器件的最高工作温度可达200℃

；高温下可氧化生成二氧化硅薄膜；受主和施主杂质扩散系数几乎相同；

Si在地壳中的储量非常丰富，Si原料是半导体原料中最便宜的。硅材料发展趋势：晶片直径越来越大缺陷密度越来越小表面平整度越来越好绝缘层上硅SOI（silicononinsulator,SOI）是一种新型的硅芯片材料。SOI结构：

绝缘层/硅硅/绝缘层/硅优点：减少了寄生电容，提高了运行速度（提高20～35％）具有更低的功耗（降低35～70％）消除了闩锁效应抑制了衬底的脉冲电流干扰与现有硅工艺兼容，减少了13～20％工序绝缘层上硅SOI制备技术注氧隔离技术（SeparationbyImplantedOxygen，SIMOX）

此技术在普通圆片的层间注入氧离子经超过1300℃高温退火后形成隔离层。该方法有两个关键步骤：高温离子注入和后续超高温退火。键合再减薄的BESOI技术（BondandEtchback）通过硅和二氧化硅键合(Bond)技术，两个圆片能够紧密键合在一起，并且在中间形成二氧化硅层充当绝缘层。这个过程分三步来完成。第一步是在室温的环境下使一热氧化圆片在另一非氧化圆片上键合；第二步是经过退火增强两个圆片的键合力度；第三步是通过研磨、抛光及腐蚀来减薄其中一个圆片直到所要求的厚度。2.3.2栅结构材料

包括栅绝缘介质和栅电极材料。栅绝缘介质：缺陷少、漏电流小、抗击穿强度高、稳定性好、与Si有良好的界面特性、界面态密度低。二氧化硅氮氧化硅高k材料可有效防止硼离子扩散、高介电常数、低漏电流密度、高抗老化击穿特性增加介质层物理厚度、减小隧穿电流如：Ta2O5、TiO2、（Sr，Ba）TiO3等栅电极材料：串联电阻小，寄生效应小。Al多晶硅Polycide/Salicide不能满足高温处理的要求电阻率高多晶硅/金属硅化物（TiSi2、WSi2）2.3.3互连材料

用平面工艺制作的单个器件必须用导线相互连接起来，称为互连。工艺（减法工艺）：首先去除接触孔处的SiO2层以暴露硅，然后用PVD（物理气相沉积）在表面沉积一层金属实现互连。互连材料包括金属导电材料和相配套的绝缘介质材料。传统的导电材料用铝和铝合金，绝缘材料用二氧化硅。然而，目前多层互连技术已成为VLSI和甚大规模集成电路（ULSI）制备工艺的重要组成部分。当前0.18μm高性能ULSI（例如CPU）已具有多达7

层的铜互连线。因此，寻求较低电阻率的金属互连线材料和较低介电常数的绝缘材料已成为深亚微米和纳米器件的一大研究方向。Cu优点：（1）铜的电阻率为1.7μΩ/cm，铝的电阻率为3.1μΩ/cm；（2）铜连线的寄生电容比铝连线小；（3）铜连线的电阻小，铜连线IC功耗比铝连线IC功耗低；（4）铜的耐电迁移性能远比铝好，有利于IC可靠性的提高；（5）铜连线IC制造成本低。比铝连线IC工艺减少了约20%～30%的工序，特别是省略了腐蚀铝等难度较大的瓶颈工序；（6）铜连线有更小的时钟和信号畸变，改善了片上功率分配。铜连线的布线层数目比铝连a线少。因此Cu是一种比较理想的互连材料。问题

Cu污染问题形成铜硅化物布线问题解决办法双镶嵌技术低k介质层间绝缘材料

低k介质指介电常数较低的材料，多层互连中用它来取代传统的SiO2作为层间绝缘。它可在不降低布线密度的条件下，有效地减小互连电容值，使芯片工作速度加快、功耗降低。目前最有前途和有可能应用的低

k介质是：①新型的掺碳氧化物，它可提高芯片内信号传输速度并降低功耗，该氧化物通过简单的双层堆叠来设置，易于制作；②多孔Si低k

绝缘介质；③黑金刚石，一种无机和有机的混合物；④超薄氟化氮化物，它加上由有机层构成的隔离薄膜，使得铜扩散减少一个数量级或更多，从而增强多层互连芯片工作的可靠性。

2.3.4钝化层材料

钝化是在不影响集成电路性能的情况下，在芯片表面覆盖一层绝缘介质薄膜，减少外界环境对集成电路的影响，使集成电路可以长期安全有效地工作。双极型集成电路SiO2材料MOS集成电路

PSG（磷硅玻璃）/SiO2双层结构优：阻挡Na＋污染，缺：腐蚀金属引线

Si3N4材料优：解决污染和水气问题，缺：应力大

SiOxNy复合材料优：致密性好，应力小06-11月-24122.2.2粒子数正常分布和粒子数反转(三)

通常处于低能级的电子数较处于高能级的电子数要多，粒子数正常分布。玻耳兹曼统计分布：

若E2>E

1，则两能级上的原子数目之比06-11月-2413

数量级估计：T

～103K；kT～1.38×10-20J～0.086eV;E

2-E

1～1eV;但要产生激光必须使原子激发，且N2>N1,称粒子数反转。06-11月-2414根据上面的分析，产生激光有三个主要元素：（1）激活介质能经受激发射而使入射光强放大；（2）能使激活介质产生粒子数反转的泵浦装置；（3）放置激活介质的谐振腔，产生和维持光振荡，从而实现光放大并实施发射频率的选择。06-11月-2415固体激光器基本结构激光工作物质泵浦源谐振腔聚光腔冷却与滤光06-11月-2416固体激光器泵浦系统固体激光工作物质中的粒子数反转分布都是由光泵激励来实现的。泵浦系统包括泵浦光源和聚光腔两大部分，泵浦光源必须具有较高的辐射功率密度和效率，并且与工作物质的吸收带相匹配。聚光腔又称泵浦腔，其作用是将泵浦光源的辐射能量传输到激光工作物质上去。06-11月-2417固体激光器的构型典型光泵浦固体激光器的工作物质都采用圆柱形状。为改善输出激光特性和适应特殊场合要求，还有一些特殊构型，如板条状激光器、盘片状激光器和光纤激光器等。06-11月-2418固体能带理论固体中由于大量原子紧密结合，使得单原子的能级分裂为宽的能带，能带由相距很小的精细能级组成。电子在能带中的分布形式决定了固体材料的导电性能，由此分为导体、半导体和绝缘体三种。1、禁带宽度2、费米能级指导带底与价带顶之间的能量差，通常用符号Eg表示。指绝对零度时全满电子态与全空电子态的能量分界面。或绝对零度时电子占据的最高能态的能量，用符号EF表示。半导体费米能级：本征（纯）半导体的费密能级位于禁带中心2024/11/619（四

）传感器与传感材料定义：传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。2024/11/6202024/11/6212024/11/622热电偶测温基本定律1)均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。TT02)中间导体定律在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。TT0V2024/11/6233)参考电极定律两种导体A,B分别与参考电极C组成热电偶，如果他们所产生的热电动势为已知，A和B两极配对后的热电动势可用下式求得：ABTT0=ACTT0—CBTT0由于铂的物理化学性质稳定、人们多采用铂作为参考电极。2024/11/624半导体热敏电阻材料PTC材料

BaTiO3基热敏材料：用于家用电器的温度传感器、限流器等。

V2O3基热敏材料：常温电阻率极小，用于大电流领域的过流保护。NTC材料低温：AB2O4尖晶石型氧化物半导体陶瓷常温：AB2O4尖晶石型的含锰氧化物高温：AO2萤石型、AB2O4尖晶石型、ABO3钙钛矿型和刚玉型。CTR材料：指在一定温度发生半导体-金属间相变从而呈现负电阻突变特性的一类材料。以VO2为基的半导体材料，广泛应用于火灾报警和温度的报警、控制和测量场合。

线性热敏电阻材料：指CdO-Sb2O3-WO3系列呈线性电阻温度特性的陶瓷。2024/11/625电荷耦合摄像器件

电荷耦合器件（CCD）特点——以电荷作为信号。

CCD的基本功能——电荷存储和电荷转移。

CCD工作过程——信号电荷的产生、存储、传输和检测的过程。

CCD的基本结构包括：信号输入结构、转移电极结构、转移沟道结构、信号输出结构、信号检测结构。构成CCD的基本单元是MOS电容。CCD的MOS结构2024/11/626D巨磁电阻存储材料巨磁电阻效应（Giantmagnetoresistance，GMR）指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁电阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。通常情况下，金属导电与电子的自旋方向无关。而在磁性多层膜中，导电电子传导时遇到的阻碍与电子自旋的方向有关。自旋磁矩与磁化方向相同的导电电子常比自旋相反的电子更容易传导，因而有更低的电阻，这种与自旋相关的导电性质，导致了磁性多层膜的巨磁电阻效应。利用这种效应，可制成计算机高密度磁头提高磁盘面记录密度。第五章FlashROM工作原理：

写入：在控制栅上加足够高的正电压Vpp，在漏极上施加比Vpp稍低的电压，源极接地。源区的电子在沟道电场作用下向漏区运动，一些热电子越过氧化层进入浮置栅。

擦除：利用隧道效应实现的，源极正电压，控制栅接负电压，漏极浮空，浮置栅电子穿过氧化层进入源区。第五章2024/11/628一、磁存储材料1.1磁存储原理磁化曲线和磁滞回线磁存储密度D与磁存储材料的关系：其中，h为磁性薄膜的厚度，Hc为矫顽力，Mr为剩余磁化强度，m为与磁滞回线的磁形度有关的因子。第五章2024/11/6291.2磁存储系统磁存储系统组成：磁头（换能器）、记录介质（存储介质）、匹配的电路和伺服机械（传送介质装置）。磁头是磁存储的核心部件之一，按其功能可分为记录磁头、重放磁头和消磁磁头三种。记录磁头：将输入的记录信号电流转变为磁头缝隙处的记录磁化场，并感应磁存储介质产生相应变化。重放磁头：当磁头经过磁介质时，磁存储介质的磁化区域会在磁头导线上产生相应的电流，即把已记录信号的存储介质磁层表露磁场转化为线圈两端的电压，经电路放大和处理，获得信号。消磁磁头：将信息从磁存储介质上抹去，使磁层从磁化状态返回到退磁状态。第五章2024/11/6301.2磁存储材料铁磁性物质分为：软磁性材料

矫顽力低、磁导率高、磁滞损耗低、易磁化、易退磁

用于磁头磁芯材料，包括软铁磁性合金材料和软铁磁性铁氧体材料。硬磁性材料

矫顽力高、磁导率低、磁滞特性显著用于磁记录介质材料，包括磁带、硬磁盘、软磁盘、磁卡片等，可以为磁粉（颗粒）涂布型介质或者连续薄膜型介质。第五章2024/11/631CD-ROM制作过程分为数据准备、阳母盘制作、金属压模盘制作和光盘制作四个阶段。数据准备：通过收集、整理、编辑、调制等步骤将欲存储的信息转换成二进制数字信号；阳母盘制作：在玻璃母盘上均匀涂上一层光刻胶，利用调制过的激光照射后，用化学方法使曝光部分脱落，在母盘上形成凹坑pit和平台land结构。金属压模盘制作：在阳母盘上沉积较厚的金属层，然后将金属层与母盘分离，形成金属的阴母盘，称为压模盘。光盘制作：将融化的聚碳酸酯注入模板，用压模成型的方法将压模上的凹陷和凸起以负像的方式复制到聚碳酸酯盘表面。待聚碳酸酯凝固后，在数据面上镀覆金属铝作为反射层，再在反射层上加保护层，形成CD-ROM光盘。第五章2024/11/632读盘原理

光盘上存储的各种类型的信息（音乐（Audio）、数据（Data）视频（Video）等），都经过数字化处理变成“0”与“1”，其所对应的就是光盘上的Pits（凹点）和Lands（平面）。当激光照射到盘片上时，如果是照在Lands上，那么就会有70％到80％激光被反射回；如果照在Pits上，就无法反射回激光。根据反射和无反射的情况，光盘驱动器就可以解读"0"或"1"的数字编码了。

第五章2024/11/633重写型光盘用户可对这类光盘进行随机写入、擦除或重写信息。典型的产品有两种：

MO磁光盘写入数据：热磁效应

当激光束将磁光介质上的记录点加热到居里点温度以上时，外加磁场作用改变记录点的磁化方向，而不同的磁化方向可表示数字“0”和“1”。读出数据：磁光克尔效应

当激光束照射到记录点时，记录点的磁化方向不同，会引起反射光的偏振面发生左旋或右旋，从而检测出所记录的数据“1”或“0”。擦除

利用激光束扫描光盘信道，同时施加与磁光盘初始磁场方向相同的磁场，使各记录单元的磁化方向复原。第五章PC相变盘利用相变材料的晶态和非晶态来记录信息。

写入激光束对记录点加热再快速冷却后，从而呈现为非晶态。读出用弱激光来扫描相变盘，晶态反射率高，非晶态反射率低，根据反射光强弱的变化即可检测出“1”或“0”。擦除利用激光束使光盘某点温度升高到低于材料的熔点而高于非晶态的转变温度，使产生重结晶而恢复成多晶结构。

无论是磁光盘还是相变盘，介质材料发生的物理特性改变都是可逆变化，因此是可重写的。

第五章5.传输原理光纤中光波的传输原理-全反射原理n2当n1>n2

θ1>θc时发生全反射θc：临界角入射光反射光折射光折射率n1折射率n1>n2θ1第六章n1n2空气ABθMAX只要满足全内反射条件连续改变入射角的任何光线都能在光纤纤芯内传输。第六章6.光纤的传输特性光纤特性有光学特性，传输特性，机械特性，温度特性等，其中传输特性有两个损耗特性损耗限制系统的传输距离色散特性色散则限制系统的传输容量和传输距离

信号畸变的主要原因是光纤中存在色散第六章色散的种类

模式色散又称模间色散材料色散波导色散极化色散模式色散只存在于多模光纤中。每一种模式到达光纤终端的时间先后不同，造成了脉冲的展宽，从而出现色散现象。单模光纤中只传输基模（HE11模），单模光纤中不存在模式色散。第六章MCVD工艺流程第一步：送料用超纯氧气作为载体，将SiCl4等原料和GeCl4等掺杂试剂送入旋转的石英反应管。第二步：高温氧化生成粉尘状氧化物用高温氢氧火焰加热石英反应管外壁，管内的原料和掺杂剂在高温下发生氧化还原反应，形成粉末状氧化物，分别形成包层和芯层材料。第三步：往复运动氢氧焰加热反应后的粉末状氧化物经过往复移动的氢氧焰加热，形成透明的掺杂玻璃；火焰移动一次，就沉积一层厚度约为8~10μm的玻璃层，没反应完的材料从反应管尾端排出。第六章第二与第三步是交叉进行。

先在反应管内壁沉积、再通过往复移动的氢氧焰加热使氧化物粉末变成透明的掺杂玻璃（SiO2-B2O3），即形成包层玻璃。

后在包层玻璃上沉积、再通过往复移动的氢氧焰加热使氧化物粉末变成透明的掺杂玻璃（SiO2-GeO3），即在包层上形成芯层玻璃。

第四步，停料并高温软化

经过数小时的沉积后，石英反应管已沉积了相当厚度的玻璃层，初步形成玻璃棒体，只是中心还留下一个小孔。这时停止供料，然后，提高火焰温度到1800摄氏度左右加热石英管外壁，导致反应管在高温下软化收缩，使中心孔封闭，形成实心棒，即光纤预制棒。第六章本征吸收来自石英玻璃中电子跃迁和分子振动产生的吸收。对于高纯度、均匀的石英玻璃，在可见和红外区域的本征损失很小。但是，一些外来的元素产生了重要的杂质吸收。除金属杂质外，OH-离子是另一个极重要的杂质。为了降低O-H基的吸收损耗，原材料的脱水技术十分重要。实验证明，在纯熔融石英中，要想得到4dB/km(0.85μm)的损耗，杂质的质量比应是：要想得到0.5dB/km以下的损耗，OH-的质量比要降低到百分之几ppm。ppm(partpermillion)的定义：百万分之一。8.1.2石英光纤的损耗特性第六章8.1.2石英光纤的色散特性现代光通信基本上都使用单模光纤，而单模光纤中无多模色散，主要是材料色散和波导色散。单模光纤的总色散：1-15第六章4.结构参数4.1光纤尺寸125105012562.5125第六章4.2数值孔径NA（NumericAperture）表征光纤集光能力的一个参数。θ接收锥1-1第六章4.3相对折射率差Δ表征纤芯和包层之间折射率差值的一个参数，其大小直接影响光纤的性能。表达式：通常情况下，纤芯和包层相对折射率差很小，Δ在0.001~0.01之间取值（Δ«1的情况称为弱波导）。1-2第六章4.5归一化频率V表征光纤中所能传输的模式数目多少的一个特征参数表达式：1-6λ0为光波波长V≤2.405时，光纤中传输单一模式，称为单模光纤第六章4.6截止波长λc截止波长是单模光纤所特有的一个参数，通常用它可判断光纤中是否单模传输。与Vc=2.405相对应的波长λc定义为光纤的截止波长。1-7单模传输时，光纤的工作波长应大于截止波长，这样才能保证满足光纤的单模传输条件。第六章材料色散用表示为光源的谱线宽度，即光功率下降到峰值功率一半时所对应的波长范围L为光纤传播的长度Dm（λ）为材料色散系数例如：一光纤材料色散系数为3.5ps/(nm·km)，光谱的谱线宽度为4nm，在光纤上传输1km，则材料色散为1-8第六章

波导色散

由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。

进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。把有一定波谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。第六章波导色散系数用表示波导色散又称结构色散，因为V和b都是光纤结构参数的函数纤芯越小，相对折射率差越大，波导色散也越小。1-9第六章极化色散极化色散又称偏振模色散（PolarizationModeDispersion,简称PMD）单模光纤的基模实际上是由两个偏振方向相互正交的模场HE11x和HE11y所组成。这两种模式在理想的圆柱形对称结构的光纤中，具有相同的传播常数，不存在时延差——模式简并。第六章若单模光纤存在着不圆度、微弯力、应力等，会使HE11x和HE11y两种模式的传播常数不同，这种现象称为模式双折射。由于双折射，两模式存在时延差，从而会在光纤的输出端产生偏振色散。对长度为L的光纤，两个模式的时延差为nx和ny分别为x和y方向的折射率1-10第六章瑞利散射瑞利散射是光纤材料的本征损耗。它是由材料不均匀性所引起的。这些不均匀，象在均匀材料中加了许多小颗粒，尺寸很小，远小于波长。当光波通过时，有些光子就会受到它的散射。鉴于目前的光纤制造工艺，瑞利散射损耗是无法避免的。但是，由于瑞利散射损耗的大小与光波长的4次方成反比，所以光纤工作在长波长区时，瑞利散射损耗的影响可以大大减小。光纤材料的固有吸收叫做本征吸收。第六章●载频为3×1014Hz，约为电视通信所用超高频的100000倍，从而使信息载带容量或带宽激增；●传输损耗很小，每单位传输距离只需要极少的放大器或中继站。与金属导线比起来，高频率下光纤损耗低得多，它可以传输几十公里乃至上百公里不必增加中继器，而金属同轴电缆没有中继器只能传输几公里。在理论上，光纤可以传送107路电视或1010路电话，可以把一个特大图书馆储藏的全部图书信息在短时间内全部传送完毕，其容量比金属同轴电缆大5个数量级。2.优点第六章●光纤是绝缘体，不受邻近其它系统和其它物体产生杂散电场的影响。因此不受干扰，基本上能防范电子间谍。●

尺寸小、重量轻，有利于铺设和运输。光纤的芯径仅为单管同轴电缆的百分之一。8芯光缆直径约10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样可以解决地下管网由于通信电缆太多而造成的拥挤问题。●光纤材料主要是石英(SiO2)，它在地球上非常丰富。第六章缺点质地脆,机械强度低光纤切断和接续需要一定的工具,设备和技术分路,耦合不灵活光纤，光缆弯曲半径不能过小(>20CM)在偏僻地区存在有供电困难问题第六章纤芯包层保护套3.光纤的结构纤芯core：折射率较高，用来传送光；包层coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；保护套jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。第六章7.光纤的分类（1）纤芯折射率分布：均匀（或阶跃）折射率光纤非均匀（或渐变）折射率光纤（2）光纤传播的模式数量：单模光纤多模光纤（3）传输光的偏振态：非保偏光纤：不能传输偏振光保偏光纤：单偏振光纤：只能传输一种偏振模式双折射光纤：只能传输两个正交偏振模式（4）光纤的材料：高纯度熔石英光纤、多组分玻璃纤维、塑料光纤、红外光纤、液芯光纤、晶体光纤等第六章塑料光纤的制造方法连续挤出法将单体、少量引发剂和链转移剂连续加入反应器中，在此聚合到一定转化率，形成浆液。经齿轮泵送入脱挥发分挤出机间歇挤出法从单体瓶中将单体蒸入反应器，再从另一个瓶中将引发剂或链转移剂升华或蒸入反应器，密封加热到180℃进行聚合。当转化率达100%时，温度升高到200℃，熔融聚合物在干燥氮气下加压，从反应器通过喷嘴压出，再用相似于连续挤压法的包覆而得光纤，除去单体后经机头挤出芯材。第六章预制棒拉丝法预制棒由本体聚合法制得，通过夹具固定预制棒，经过拉丝炉拉出裸丝，经纤维径度控制器进入卷取鼓。外皮包覆既可在预制棒外敷，也可在拉丝时在线涂敷。特点是柔韧、加工方便、芯径和数值孔径大。

第六章红外光纤

石英光纤在1.3至1.5µm的区域内具有最低的损耗和色散，损耗已降低到0.15dB/km(1.55µm)，接近于0.1dB/km的理论极限。但其传输距离由于瑞利散射不会超过200km。利用散射损耗与波长四次幂成反比的关系，制造出适用于长波长的光纤【其特点是可透过近红外（1～5μm）或中红外（～10μm）】，使损耗进一步降低，就能延长传输距离。

5000km传输距离如用0.83µm的光纤传输系统，需333个中继站，而用1.5µm的系统有33个中继站就够了。各发达国家已着眼于2~30µm的新的传输波段，对卤化物、硫属化物和重金属氧化物等红外光纤做了大量开创性工作。第六章1通信电缆材料A双绞线材料B同轴电缆材料微波传输线材料同轴线：由内而外依次为金属导体芯线、绝缘层、金属同轴管、护层。金属导体芯线有黄铜、铜、铝等，绝缘层和护层有聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等。平行双线：用来传输低频段的微波能量，不能用于通信。波导管：用金属（如黄铜）制成空心导管，截面分为矩形和圆形。带状线和微带线：满足微波集成电路需求，主要利用高介电常数、低微波损耗的材料。第六章2024/11/667一、发光机理及发光特性1.发光机理根据发光机理的不同，发光过程可以分为两类，即分立发光和复合发光。分立发光：发光中心受激发时并未离化，即激发和发射过程发生在彼此独立的、个别的发光中心内部的发光。特点：单分子过程，并不伴随着光电导，又称“非光电导型”发光。分立发光又分为自发发光和受迫发光。第七章2024/11/668一、发光机理及发光特性1.发光机理根据发光机理的不同，发光过程可以分为两类，即分立发光和复合发光。分立发光：发光中心受激发时并未离化，即激发和发射过程发生在彼此独立的、个别的发光中心内部的发光。特点：单分子过程，并不伴随着光电导，又称“非光电导型”发光。分立发光又分为自发发光和受迫发光。第七章2024/11/669自发发光受迫发光自发发光：受激发的粒子（如电子）在粒子内部电场作用下从激发态回到基态时的发光。其粒子跃迁的几率基本上决定于发射体内的电场，而不受外界因素影响。受迫发光：受激发的粒子（如电子）在外界因素的影响下的发光。其需要经过一个成为亚稳态的中间过程才能发光。第七章2024/11/670复合发光发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子（一般为正离子或者空穴和电子），这两种粒子复合时的发光。由于离化的带电粒子在