二、新技术革命发展的重点——信息材料

信息材料的特点很多，如品种多、要求高、专业性强、涉及面广、发展速度快、技术更新快⋯⋯一般来说，它主要用于通信技术、电子技术、计算机技术等方面。

半导体材料

半导体材料的支柱产业即硅单晶，现在正得到越来越多的应用，目前全世界每个月需硅单晶片约 1000 万枚（主要是 6in 的单晶片，但有向大口径化发展的趋势），这是任何晶体所不能比拟的。

自然界的半导体材料有多种，为何人们独独对硅情有独钟呢？这是由硅的独特性质决定的。硅是至今人们研究最清楚、最透彻，且是人类所能获得的最纯净、最完整的材料。现今制造高纯单晶硅的技术已趋近完美，平均每1000 亿个原子中才会有 1 个杂质原子，同时，人类还发展了一套迄今最精密的硅平面工艺技术。可以毫不夸张地说，人类在小小的硅片上已建起了一座微电子学大厦。所以，硅的基础位置是任何材料无可替代的。

当然，硅也不是尽善尽美的。由于它是一种非发光材料，使它在光电子

集成技术中遇到了困难。人们不可能放弃已经高度发展的硅微电子技术和高精度平面工艺，去另找一种新材料代替硅，这在经济上、工艺上都行不通—

—事实上人们经长期努力，也没有找到硅的代替材料。所以人们别无选择，只能以硅为基础，制造能发光的复合材料，这正是物理界面临的一个新课题。

人们用各种工艺来探索硅基发光材料，主要研究方面是缺陷工程、杂质发光、能带工程、异质外延等等，但进展均不大。90 年代这一研究终于取得了突破性进展，即发明了发光多孔硅，简单地说即将硅单品在 HF 溶液中用电化学法腐蚀成多孔状，可获得强可见光发射。自此以后，硅基发光材料的发展进入了一个崭新的阶段，几个最先进的代表性工艺为：硅基多孔 SiC 蓝光发射材料、硅量子点（线）阵列、纳米硅/非晶硅超晶格发光材料等等。

如今对硅基发光材料的研究已形成了一个热潮，正处于攻坚阶段。人们以更高的热情开展研究工作，这是当前光电子材料研究的主要潮流。

光导纤维

光导纤维的基本功能是对光束的束缚和传播。自从 1970 年美国康宁玻璃公司制成第一根光纤后。人们便不断地在此领域进行研究工作，现已开发出10 余种光纤中的物理效应。

首先介绍一下光纤基质作为一种光学介质所固有的物理特性：全反射效应，可用于光纤通信和传感等；磁光法拉第效应，可用于电流测量；热光效应，可用于温度测量；光弹效应，可用于水声、压力测量和光相位调制器；散色效应，可用于分布参数测量；此外还有色散效应、非线性效应等等。

再有就是与光纤传输特性相关的效应，如塞格纳克效应，可用于制光纤陀螺；光纤微弯的损耗特性等等。

光纤的第三类特性是人为开发的效应或人为增强的效应，如光纤中受激放大作用，可用于光孤子通信和全光通信；双折射效应，可用于相干通信或制偏振调制型传感器；布喇格衍射效应，可用于分布参数测量和色散补偿等。此外还有特殊光纤涂层引入的增敏或退敏效应等等。

若对光纤中各种物理效应及其应用回顾一下，我们可发现，人类在利用光纤中固有的物理效应的同时，还想方设法开发新的效应，后者尤其重要，因为人类的新的要求是不断增长的。

当前人类面临的一个新课题是提高光纤通信容量，但目前采用的波分复用技术可能会产生严重的路际干扰，有效的解决途径是利用色散特性抵消非线件不良影响。美国康宁公司止在开展此项工作。另外，通过掺杂增进光纤的某些物理效应也是今后重要的研究课题。

总而言之，光纤已成为下世纪多媒体技术和信息高速公路中同时具备传输、传感两种功能的理想载体，而在开拓其应用领域、提高现有功能特性方面仍有很多工作要做。

信息记录材料

信息记录材料主要用于高密度、高速度、大容量存储的信息库，是软件及信息库的基础，更是计算机外围设备的关键。

当今世界上较常见的是磁带或磁盘记录介质、垂直记录和光储存。一张直径为 30 厘米而密度为 10⁸ 点/平方英寸的磁盘可存入几千本书的信息量，而垂直记录存入的信息量可达几万本。相比之下，光盘则更加神奇，一张只读光盘可存储的信息量是同尺寸软盘的 500～1000 倍，成为多媒体计算机的海量存储器。代表着人类最高科技结晶的光盘在当前包括多媒体技术在内的

信息革命浪潮中得已大显身手。

当前光盘技术的前沿研究正不断发展，光盘存储的容量也已接近光学极限，但仍难以适应计算机的高速、并行性和智能化方向的发展。因此，一种更新的技术——高密度光学全息储存技术向光盘储存发出了挑战。

光全息存储的独特优点在于它的高存储容量（理论上是光盘的 10⁶ 倍）、极高的数字传输速率，极短的存取时间及其高冗余度。它潜在的竞争力是其高存储容量和信息存取的并行特性。

当前磁盘和光盘仍是数据存储技术的主流，全息储存则尚不够成熟，不够完善，有好多问题等待解决，而其关键则在记录材料，需衡量各材料的灵敏度和价格。此外固定技术也有待完善，但无论如何，全息储存的潜力是巨大的，前景是无比光明的。

敏感材料

敏感材料就是其物理性质对电、光、声、力、热、磁等有灵敏反应的材料，是信息探测传感器的主要材料，其灵敏度决定着受控精度，因此研制此类材料需有严格的工艺制度。