宽禁带半导体纳米线在传感、电子和光子应用中的前景与挑战

引言

纳米科学领域的投资与研究热潮，让人们对其在微观尺度理解物理现象并推动纳米技术发展充满期待。然而，质疑的声音也随之而来，一些人担忧其潜在的公共卫生问题，而经济学家和会计师们则尚未看到可观的经济效益。当然，这些'黯淡科学'的从业者们也曾多年对无处不在的计算技术对我们日常生活和商业活动的益处视而不见。他们如此热衷于为其企业主追溯股票期权的日期，却对电子邮件和互联网带来的便利反应迟钝！

与其纠结于此，不如将目光转向更具潜力的领域，探索进化性纳米技术带来的切实经济效益。

正如前文所述，硅集成电路技术已迈入纳米尺度时代。除了构成计算机、手机和音乐播放器核心部件的硅芯片（'电子产品'）外，化合物半导体在'光子学'领域也发挥着主导作用。在超市收银台、遥控器、汽车刹车灯、交通信号灯和其他照明显示器中常见的发光二极管、激光二极管和红外探测器都属于这一范畴。而在这些材料中，GaN/InN/AlN、ZnO/MgO/CdO 和 SiC 等宽禁带半导体材料系统已广泛应用于蓝/绿/紫外光发射、高温高功率晶体管以及日盲紫外探测等领域。

纳米棒巨大的比表面积使其在气体和化学传感领域极具吸引力，而对其成核位点的精准控制也使其成为微型激光器或存储阵列的理想选择。紫外光探测器的一个重要商业应用是火焰传感器，可用于监测大型工业炉和其他高温系统中指示灯和燃烧器的状态。在这些应用中，日盲探测器至关重要，因为它可以避免杂散阳光或人工照明导致控制系统误判指示灯状态。

本文将着重探讨氮化镓、氧化锌和氮化铟纳米线在传感器、电子和光子领域的应用前景。其中一个关键要求是，基于纳米线的器件性能需显著优于现有技术，或能解决现有技术无法解决的难题。