手持式电子产品应用有哪些呢？

智能手环：在人们越来越关注健康的大环境下，能提供运动数据分析和监测的运动手环很有市场；在饱受慢性病侵袭的老年人中，相比于繁重的医疗设备轻巧的健康监测手环很有市场；对于对世界充满好奇又缺乏危险意识的小朋友，一款颜色鲜艳的定位手环很有市场；面对商场超市排长龙的结账队伍，快速高效的支付手环很有市场。移动电源：很多朋友都担心使用移动电源会对手机和平板电脑造成损害，其实，移动电源和我们使用手机平板等自带的适配器充电是一样的，不会对设备造成损害。当然，如果碰到一些山寨小厂的劣质移动电源，就无法为手机和平板提供稳定的电压和电流，将会危及到这些数码设备。因此，大家在购买移动电源时一定要选择一些大众所熟知的厂商，这样才能有效保障设备的安全。手持风扇：近年来各类创意风扇，特别是迷你风扇却从中杀出了一条血路，开辟了独属自己的市场，在网上销售火爆，除了便携式迷你风扇外，各类USB风扇也成为白领青睐的新式办公用品。偌大的办公室里，总有空调力道不足的地方，对于一些时尚人士来说，可以随身携带的便携式迷你风扇不仅仅是消暑工具，更是一种时尚造型的装饰物。智能手表：智能手表，是将手表内置智能化系统、搭载智能手机系统而连接于网络而实现多功能，能同步手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等。目前市面上的智能手表可大致分为两种：不带通话功能的：依托连接智能手机而实现多功能，能同步 *** 作手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等；带通话功能的：支持插入SIM卡，本质上是手表形态的智能手机；市面大部分使用Android系统。

如今的手持设备变幻莫测，在技术上谁也难以准确把握其未来的走向究竟是什么。硬件性能、功能设计、应用模式，面临太多的变数，未来的手持设备究竟什么样，惟有等待市场和实践的检验、选择。不过，我们可以根据手持设备当前面临的急待突破的技术瓶颈，以及那些崭露头角的相关新兴技术，来展望最能影响未来手持设备发展的一些技术片段。在这些技术当中，有的刚取得基础研究的专利，基本处于理论论证阶段；有的尚在实验室的试制样机当中，离实用化还有距离；有的则已悄然现身市场，不断扩大着在手持设备领域的影响力。

在手持设备还处于黑白单色显示的时代，一对普通的5号碱性电池能让其支撑数星期甚至几个月；而随着机器处理器速度越来越快、屏幕色彩越来越丰富、屏幕亮度越来越高，如今手持设备的电池已是难以承受重负了。无论手持设备性能如何强劲、功能如何丰富，并您带来多少快乐，一旦在旅途中电池消耗殆尽，不但令人扫兴，还有可能丢失重要的数据。在保持设备的重量和体积不变甚至更轻巧的情况下，如何提高电池的持续使用时间，可以说是各类便携设备共同面临的重要瓶颈。

燃料电池(Fuel Cell)

人们对便携设备的未来动力提出了一些途径，多数还是设想而已。不过，其中燃料电池技术的发展步伐最近迈得很大，如今已成为最引人关注、最为现实并被认为是最有潜力的一种解决方案(图1)。

燃料电池通过液体燃料——甲醇的反应，来产生成倍于同体积传统电池的电量，从而为手持设备提供连续几天、十几天甚至更久的持续使用时间。在初期阶段，需要消费者自己经常用燃料瓶来为燃料电池充电，不过随着应用的普及，一次性的燃料电池很可能也将陆续上市。

燃料电池面临的技术难题近来被不断突破，过去最大的问题是外型尺寸和重量。如今已在一些厂商的努力下，已经成功研制出了适用于笔记本电脑甚至手机的燃料电池。另一项难题就是如何更好地处理甲醇反应过程产生的水，近来的燃料电池原型产品将产生的水回存到原本盛装燃料的容器内，这会使燃料的浓度渐渐变稀，影响电池的性能，不过目前已在控制燃料浓度方面取得了进步。

燃料电池的真正绊脚石，恐怕不是技术，而是世界各国的政策。由于甲醇是一种易燃液体，因此在一些场合下它被指定为违禁物品，尤其是不允许携带上飞机。有专家认为：“政府的响应非常慢，即便受到重视，相关的解禁政策最早也需要到2007年才会出台”。如果不能在飞机上(商务人士的笔记本电脑和其他手持设备经常出没的场所)携带燃料电池及相关设备，其推广势必深受影响。

手持设备

笔记本电脑

图1 采用燃料电池的便携设备

微型发电机(Micro-engine)

除了燃料电池，还有一项比较引人关注的电源解决方案是微型发电机(Micro-engines)技术。这是由英国伯明翰大学的一个研究小组研发的技术，它通过一种体积远远小于普通电池的微型发电机，以打火机用的液体燃料为动力，来产生300多倍于普通电池的电量。初看起来好像有些耸人听闻，不过这的确是事实。据主管该技术研发的项目负责人Kyle Jiang博士乐观预测，这种技术将在2010年前取代当前所有手持设备中所用的传统电池。

银聚合物电池(Silver Polymer Battery)

在寻求持久电力的途径中，人们既诉诸像燃料电池、微发电机这样的新兴技术，又重视像银锌电池这样的传统技术的开发利用。

银聚合物电池由Zinc Matrix Power公司开发，与当前手持设备常用的锂离子电池最大的不同，在于前者能在同样大小的体积里包含更高密度的化学反应物，因此能产生更多的电量。或者，在需要缩减尺寸的手持设备中，银聚合物电池可以在保证相同电量的情况下让出很大的物理空间。据厂商介绍，银聚合物电池可以用每升燃料产生2kW的电量，这是当前锂离子电池的好多倍。

银锌电池在军事上已有50多年的应用历史，不过在商用过程中仍存在许多障碍。Zinc Matrix Power公司的技术，据称能使银聚合物电池达到推广的水平，已有一些手持设备厂商对其技术产生了兴趣，并有合作意向。

细菌电池(Bacterial Power)

这是一种比燃料电池、微型发电机还要概念新鲜的电池技术，不仅因为它最近才出现，更因为它所用的燃料即非甲醇，又非打火机所用的液化气，而是一种很普通的食品——糖。

将来，当采用细菌电池的手持设备电量耗尽时，只需要对它加入适量的糖末，就算完成了一次充电。糖会被一种名为Rhodoferax ferriducens的细菌转化成二氧化碳，并释放出电能。这种电池由Swades Chaudhuri和Derek Lovley两个人共同发明，他们的原型样品据称有83%的电能转化效率。此外，他们还声称这种电池的生产成本低廉，并可以被应用在-40度的严寒环境和80度的酷热环境。目前，他们正致力于这种技术的进一步产品化，以使其外型尺寸小到足以应用到手持设备上。

除了上面这些，科学家们还在想尽设法寻求其他类型的新电池技术，以及新的充电技术，例如可以卷曲起来的电池、从设备直接到设备的充电方式、无线充电等。此外，越来越多的手持设备正趋向于将内嵌的固定式电池设计，改为可拆卸(可更换)电池的设计，以比较灵活方式为手持设备提供成倍的动力。

在手持设备上输入少量信息的情况下，屏幕手写输入或小型键盘方式尚可应付。不过在需要输入大量信息的时候，或需要输入速度很快的情况下，全尺寸键盘是必需的。不能提供全尺寸键盘的手持设备也往往因此在这些场合下没有多大用场。目前市场上虽有一些折叠式键盘，但毕竟以牺牲手持设备的便携性为代价。有无可能开发一种技术，既能实现全尺寸键盘输入，又能保持手持设备的原有外型尺寸？

虚拟键盘(Virtual Keyboard)

以色列一家称之为VKB的公司，已经使这一设想成为现实，它研发的虚拟键盘技术正在不断完善之中(图1)。

这种虚拟键盘通过一束激光，将一副全尺寸的键盘映像投射到比较平整的任何物体表面上，使用者通过“敲击”这种投影的“键帽”来实现类似真实键盘的输入。这种虚拟键盘在两三年前已经被全球各地的媒体曝光，其技术本身还在不断发展之中。由于其概念新颖、前景诱人、技术独特，被许多人所看好。

不过，正如配备近眼显示器的手持设备还会同时保留传统的显示屏一样，类似虚拟键盘的新兴输入技术也不太可能完全淘汰手写等传统的输入方式，二者出现在同一设备上，会在不同的应用场合下相互补充。例如在找不到平整的投影表面的移动环境下，也许会用得上手写输入。

投射器外置

投射器内置

图2 装备虚拟键盘的手持设备

全息键盘(Holographic Keyboard)

VKB公司发明的激光虚拟键盘虽然很方便，但它需要将键盘映像投身到相对平整的物体表面上，似乎还“虚拟”得不够。全息技术的应用，才将一款完全虚拟的键盘呈现给手持设备。

HoloTouch公司发明的一种全息键盘，可以将一款键盘的3D图像投影到使用者面前的空气中，一个红外检测器通过扫描键盘的全息图像，来识别键盘的敲击情况(图3)。

很明显，这种3D的全息键盘比VKB公司的平面虚拟键盘还要方便，因为它不需要表面比较平整的投射物体，直接将键盘映像投射在空中，这几乎使其应用场合不受任何限制。这两种键盘还共有的优势是，投射出的键盘尺寸可以随意变化，几乎不受硬件尺寸的限制。

这种全息键盘并非理论上的神话，InfoPerks公司已经从HoloTouch公司得到了该技术的专利授权，并将其应用于纽约的人行道等公共场所的信息显示终端。当然，它的体积还非常庞大，要应用于手持设备，还需要不断改进，这也许会再耗费几年的时间。

行驶汽车中的手机按键

手术室中的显示屏

图3 投射在空中的全息键盘 (图：全息键盘1~2.jpg)

感应型笔输入(Inductive Pen Sensing)

虚拟键盘虽然快捷，但与现实尚有遥远距离。传统的手写输入仍是今后较长时间内的主要方式。提高其输入精度、识别率和其他技术特性，同样不失为解决手持设备输入瓶颈的一条可行之路。

当前的绝大多数掌上电脑、智能手机所用的触控屏，虽然在亮度、对比度、色彩数量等显示品质上有了明显的进步，但触控输入特性还停留在较原始的水平上。Wacom公司正在将已成功应用于Tablet PC的感应型笔输入技术引进到手持设备上。

在传统的触控屏的最表面，覆盖有一层柔性的压感薄膜，其下面是对压感进行采样的半透明的模数转换器，薄膜和转换器之间留有一定的空气间隙。每当手写笔或手指接触薄膜时，薄膜被压下并接触到下面的转换器上，从而产生输入信号。这种传统的笔输入方式具有不少的缺点：首先，模数转换器被置于屏幕顶层，很容易遭受物理损坏；其次，模数转换器覆盖在显示面板之上，尽管它是半透明的，仍会妨碍显示品质。

然而，如果用感应笔型输入屏，一种传感器会被置于显示面板的后部，它会在14mm的距离范围内感应到手写笔的输入动作。由于传感器位于显示面板的后部，因此去除了对显示面板的阻挡，而模数转换器也得到了保护。此外，这种传感器不需要屏幕表面采用多层的保护膜，因此有助于设备变得更轻；还有，感应型输入的精度要高于传统的压感型输入。

这种感应型输入需要专门的输入笔，不能像过去的触控屏那样可以用其他硬物甚至手指来代替。需要说明的是，这种专用笔并不需要电池来维系工作。

Wacom公司曾声称它与Symbian公司就该技术进行合作，有望尽早将其应用到智能手机产品。

对显示器来说，为了追求更好的显示效果，一般显示面积自然越大越好。所以，无论从台式PC、笔记本电脑，还是到家庭影院中的PDP、LCD电视、背投等，主流显示尺寸都在变大。手持设备同样也不例外，因为消费者在本质上希望它们能提供像桌面PC一样开阔的显示面积。而实际上，手持设备的机身尺寸和重量基本上被限定在很小的范围内，因此按照传统方法几乎没有可能实现这一理想。

近眼显示器(Near-Eye Display)

一种称之为Near-Eye Displays(近眼显示器)的新技术，却能解决这一矛盾。这是一种物理尺寸很微小的显示屏，可以在离观察者的眼睛很近的范围内，提供类似桌面PC的全尺寸显示效果。这种显示屏最典型的应用方式是被嵌在眼镜的其中一只镜片(另一只镜片为空白)，从而可以让配戴者的一只眼睛观看显示画面，另一只眼睛观察身边的事物。某研究机构在一些人群中就这种眼镜式显示器展开了试用活动，据称试用者普遍反映其舒适度良好(图4)。

通过蓝牙或其他无线技术，将近眼显示器与手持设备相连，就有可能得到一种把双手完全解放出来的移动计算设备。当然，这一设想还有其他技术前提，即研发一种全新的命令(以及数据)输入机制，以代替现有的屏幕触控(以及手写)或鼠标等输入方式。

虽然还不能完全肯定这种显示技术在不远的将来会比比皆是，而且它肯定不会完全取代当前手持设备通用的屏幕显示技术，不过我们可以预期这种能提供优越便利性的眼镜式显示技术会非常流行，因为另一种类似设备——耳机的流行为这种眼镜式显示器的普及提供了成功样板。

图4 嵌入到眼镜片上的显示器

虚拟大屏(RotoView)

即使最大的手持设备的屏幕，显示面积也要远远逊色于桌面计算机的显示器。当然，设计者可以通过软件，让手持设备的小屏幕来虚拟显示类似桌面显示的大画面效果，不过只能显示其中一部分，要观察全部的话，需要不断地滑动水平和垂直方向的滚动条， *** 作起来煞是费劲。

Innoventions公司提出的一项称之为RotoView的虚拟大屏显示技术，可以让这种滚屏 *** 作变得非常容易：使用者只需要将显示屏的任何一边(前、后、左、右)轻轻抬高，显示的画面将会像受到重力作用一样朝比较低的一边滑动，从面让使用者很轻松地浏览到完整画面的任何一部分。在使用者不需要滚动屏幕的时候(即只显示完整的小画面的情况下)，这种功能还可以被锁定。

Innoventions公司已开始了该项技术的授权，并在继续研究将这种显示屏应用于未来的手持设备上的硬件技术。这种显示屏要应用在手持设备上的话，需要传感器来判断屏幕的倾斜情况，并产生相应的画面滑动，因此软件技术的进一步开发也相当重要。

可卷曲的显示屏及设备(Flexible Handheld)

Sony公司建立的人机交互实验室，专门用来研究未来计算机的人机交互界面。它的研究项目中就包括一种可以卷起来的手持设备。

这种设备大概基于所谓的电子纸显示技术，不过它可以卷起来的不仅仅是显示屏，而是整个机身。科学家不久前曾展示过名为Gummi的试制样品，并用它演示了一段用Quicktime播放的视频。其压感装置和触控面板内置于机身内部，对它的 *** 控不依赖于手写笔或按钮，而是各种不同的卷曲、折叠动作。

Gummi还远未达到较好的可用性，因为它更多地只是个信息显示终端，还没有有效的文本输入方式。

消费电子热潮兴起，手持设备将是未来计算的主角。越来越多的尖端技术将加快应用于各类手持设备上，而五花八门的功能设计也将接受市场的考验。移动计算和手持设备的发展将是无止境的。

随心所欲的移动打印(Random Movement Printing Technology)

手持设备的打印输出，也是长期以来令人深感不便的弱项。一方面，接口标准方面的问题，使得手持设备与普通打印机难以直接相连；另一方面，即使接口问题解决了，在移动环境下扛个全尺寸的打印机也不现实。开发专门针对移动计算的打印技术势在必行。

PrintDreams公司推出的RMPT(Random Movement Printing Technology)技术，可以实现这种随心所欲的移动打印梦想。这家公司据此提出PrintBrush打印机的概念设计，成为世界上最小的打印机(图5)。通过蓝牙，这种打印机无线接收到来自手持设备的文本或图片文件，使用者只需要用它滑过任何类型(无论何种厚度、尺寸、形状)的纸张表面，即可完成现场打印输出。如果输出面积较大，一次打印不完，可以拿PrintBrush在纸张的适当位置续着滑过，直到打印完成。据厂家介绍，研发这种打印机的过程中，考虑到了各种可能的人为因素造成的干扰，例如滑动方向走斜、滑动速度时快时慢等。

PrintBrush打印机只有一枝圆珠笔的长度，厚度与手机差不多，重只有350g，适合装在衬衣口袋里，据说以后的产品还会更加轻小。PrintDreams公司正在对RMPT技术进行OEM的推广工作，相关产品有望最早在2005年上市。

图5 轻握掌中的打印机

储量无忧的微型硬盘(Tiny Hard Drive)

过去的手持设备，绝大多数都以半导体闪存作为主要的存储介质。即使当前已开始流行以微型硬盘作为存储介质的MP3音乐播放器(或综合了MPEG-4视频、MP3音频、WMA音频播放的媒体播放器)，半导体闪存仍是绝大多数手持设备所用的存储技术。不过，随着手持设备上图像、音视频等媒体应用的扩展和深入，微型硬盘容量大、读写速度快、存储成本低等优势将越来越凸现出来。半导体闪存当前的主流容量仅为256MB~512MB，而iPod这样的音乐播放器所用的微型硬盘容量可以高达40GB。当然，要让掌上电脑、手机等小巧的手持设备内置微型硬盘，需要进一步提高微型硬盘的集成度。在此领域比较领先的Toshiba等厂商，已经可以生产出直径为0.85英寸(只在一枚硬币大小)、容量达2GB~4GB的产品。据预计，这种硬盘有望在2005年出现在掌上电脑和智能手机当中。

图6 大小与硬币相仿的微型硬盘

一机多用的软件无线电

软件无线电很可能是一项应用于未来的掌上消费电子设备的技术热点，不过相关的产品至少还需要5年时间才有可能面世。

当前所有的无线技术(包括各种各样的无线通信设备，从FM调频收音机、CDMA或GSM手机到Wi-Fi笔记本电脑)都基于硬件调控，即它们由硬件来定义功能。而软件无线电技术则与些完全相悖，即设备的功能主要通过软件的应用来决定和调控。例如可以有这一样一部掌上电脑：它的屏幕上排列着分别代表Word、Excel、FM收音、CDMA通话、GSM通话等功能的图标，用户只需要轻轻点击一下相关的图标，设备会自动选择相关的无线频段进行工作。软件无线电因此会产生这样一幅美好的前景：人们只需要一部手持设备，可以在全球范围内的任何无线网络上享受到各种种样的“大全式”的无线服务。

虽然这些技术在手持设备领域的真正普及尚需时日，不过已有越来越多的消息让人振奋不已。例如，Toshiba和Fujitsu等厂商已经推出了配置燃料电池的笔记本电脑，甚至已有人试制出了针对手持设备的燃料电池样品；眼镜式显示器也在科学家的不断努力下正变得越来越轻、越来越小、越来越舒适；对于虚拟键盘，据说厂商正在为它挑Bug，以适合更多的应用场合。

本文主要从单项硬件技术瓶颈及相应对策出发来关注手持设备的发展趋势。而实际上，各类手持设备的功能设计、外观工艺、软件及应用模式的变化将同样激烈而精彩。2004年夏初，在由美国MIT媒体实验室和消费电子协会主持召开的一场座谈会上，关于手持消费电子设备功能设计的讨论呈现前所未有的热烈场面。不少专家一致认为：新兴的手持电子设备的发展速度已远远超过了类似电视机、MP3播放器这样的“传统”设备，并且像将汽车行业一样带来丰厚的市场蛋糕。如此极度大众化的产品，应该倍加重视易用性和可用性，解决简单易用、更加便携、互联互通、功能丰富等多个诸求点之间的矛盾，将是手持消费电子设备的主流发展方向。

最后让我们来简单设想一下手持设备在未来生活中将要扮演的角色：它是一款掌管几乎所有常用个人信息的PDA；它是能播放音乐、影片的媒体播放器；它是能在3G、Wi-Fi、WiMax等多种无线网络下无缝漫游的移动电话及互联网访问设备；它是FM调频收音机、微波数字电视甚至GPS的接收终端......甚至，它还将是您的电子钥匙和电子钱包！

半导体的应用, 半导体有哪些常见的应用

半导体一般指矽晶体,它的导电性介于导体和绝缘体之间。

半导体是指导电能力介于金属和绝缘体之间的固体材料。按内部电子结构区分，半导体与绝缘体相似，它们所含的价电子数恰好能填满价带，并由禁带和上面的导带隔开。半导体与绝缘体的区别是禁带较窄，在2～3电子伏以下。

典型的半导体是以共价键结合为主的，比如晶体矽和锗。半导体靠导带中的电子或价带中的空穴导电。它的导电性一般通过掺入杂质原子取代原来的原子来控制。掺入的原子如果比原来的原子多一个价电子，则产生电子导电；如果掺入的杂质原子比原来的原子少一个价电子，则产生空穴导电。

半导体的应用十分广泛，主要是制成有特殊功能的元器件，如电晶体、积体电路、整流器、镭射器以及各种光电探测器件、微波器件等。

半导体的应用的问题

1楼2楼耸人听闻，哪有那么严重。在半导体材料投入使用以前二战都已经结束了，大量采用电子管的电器装置已经投入民用。众所周知的事实是前苏联半导体材料发展极度落后，无论米格-25歼击机还是联盟号宇宙飞船都还使用着电子管装置，直到九十年代以后俄罗斯才逐步跟上来。

对日常生活的影响，简单地说——

一切使用微控制器也就是所谓“电脑板”的电器都重归机械控制；

不会出现微型计算机，只有巨型机/大型机/小型机，即便有了个人电脑也要衣柜那么大个，耗电量惊人，绝对奢侈品，笔记本就更不用说了；

没有微机当然更没有游戏机了，玩魂斗罗超级玛丽警察抓小偷永远是幻想；

收音机最小也要新华词典那么大，注意：是辞典不是字典；

电视机仍然是阴极射线管的，因为根本生产不出液晶板，不过幸好还能看到彩电；

微波炉可能要洗碗柜那么大吧？因为电子管是很占体积的；

洗衣机是半自动型的，使用机械定时器——微波炉也是。

冰箱一定是外形大大，立升小小，噪音隆隆，前苏联就有那种玩意的实物；

照相机继续用胶卷的，什么数码DC/DV统统不存在；

摄像机会相当笨重，只能用录影带；

您好！这里是邮电局，打电话请用拨盘拨号，如需拨往外地请让我为您转接……呃，这位同志，程控交换机是什么东西？——某人工接线员；

不存在什么VCD、DVD，录影机/放像机也不太会普及——太大、太贵；

没有了微型计算机你会感觉到练得一笔好字的必要性；

飞机导d卫星飞船空间站照样满天飞，战舰航母潜艇坦克照样满世界溜达；

网际网路可能会有，但那将是各国官方、军方和科研机构御用的玩意，跟咱老百姓没啥关系；

……能想起来的差不多都写上了。

半导体的应用，最好说详细点。

试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗？那将是一个混乱的世界，无论是你的手机号码、你的身份z号码、还是你家的门牌号，这些全部都是用数字表达的！电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光碟、网路会议、远端教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和网际网路的出现让人们有了更大的想象和施展的空间，我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来，音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受，数字化被我们随身携带着，从而拥有了更加多变的视听新感受，音乐和感觉在数字化生活中静静流淌……

数字生活已成为资讯化时代的特征，它改变着人类生活的方方面面，在此背后，隐藏着新材料的巨大功勋，新材料是数字生活的“幕后英雄”。

计算机是数字生活中的重要装置，计算机的核心部件是中央处理器（CPU）和储存器（RAM），它们是以大规模积体电路为基础建造起来的，而这些积体电路都是由半导体材料做成的，Si片是第一代半导体材料，积体电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使积体电路具有高效率、低能耗、高速度的效能，相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI（Silicon On Insulator）等新型矽基材料、超晶格量子阱材料可制作高温（300~500°C）、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件，从而大幅度地提高原有矽积体电路的效能，是未来半导体材料的重要发展方向。

人机交换，常常需要将各种形式的资讯，如文字、资料、图形、影象和活动影象显示出来。静止资讯的显示手段最常用的如印表机、影印机、传真机和扫描器等，一般称为资讯的输出和输入装置。为提高解析度以及输入和输出的速度，需要发展高灵敏度和稳定的感光材料，例如镭射印表机和影印机上的感光鼓材料，目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动影象资讯的主要部件是阴极射线管（CRT），广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上，CRT目前采用的电致发光材料，大都使用稀土掺杂（Tb3+、Sn3+、Eu3+等）和过渡元素掺杂（Mn2+）的硫化物（ZnS、CdS等）和氧化物（Y2O3、YAlO3）等无机材料。

为了减小CRT庞大的体积，资讯显示的趋势是高解析度、大显示容量、平板化、薄型化和大型化，为此主要采用了液晶显示技术（LCD）、场致发射显示技术（FED）、等离子体显示技术（PDP）和发光二极体显示技术（LED）等平板显示技术，广泛应用在高清晰度电视（HDTV）、电视电话、计算机（台式或可移动式）显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上，CRT不再是一支独秀，而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。

在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、膝上型电脑、摄像机中得到应用，液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料，后来发展了铁电型（FE）液晶，响应时间在微秒级，但铁电液晶的稳定性差，只能用分支法（side-chain）来改进。目前趋向开发反铁电液晶，因为它们的稳定性较高。

液晶显示材料在大萤幕显示中有一定的困难，目前作为大萤幕显示的主要候选物件为等离子体显示器（PDP）和发光二极体（LED）。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料，推动场发射显示（FED）的发展。制作高亮度发光二极体的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

由于因特网和多媒体技术的迅速发展，人类要处理、传输和储存超高资讯容量达太（兆兆）数字位（Tb，1012bits），超高速资讯流每秒达太位（Tb/s），可以说人类已经进入了太位资讯时代。现代的资讯储存方式多种多样，以计算机系统储存为例，储存方式分为随机记忆体储、线上外储存、离线外储存和离线储存。随机记忆体储器要求整合度高、资料存取速度快，因此一直以大规模整合的微电子技术为基础的半导体动态随机储存器（DRAM）为主，256兆位的随机动态储存器的电晶体超过2亿个。外储存大都采用磁记录方式，磁储存介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁碟和硬磁碟。磁储存密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进，相继采用了磁性氧化物（如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等）、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料，磁储存的资讯储存量从而有了很大的提高。固体（闪）储存器（flash memory）是不挥发可擦写的储存器，是基于半导体二极体的积体电路，比较紧凑和坚固，可以在记忆体与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料，如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻（GMR）材料，在一定的磁场下电阻急剧减小，一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成，其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料，在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜，导电层为数nm的铜薄膜，钉扎层为数nm的软磁Co合金，磁化固定层用5～40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体，并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头，将磁碟记录密度一下子提高了近二十倍，因此巨磁阻效应的研究对发展磁储存有着非常重要的意义。

半导体的具体应用

最常见的：半导体收音机、掌上计算器、电脑内的主机板显示卡等硬体都要用道半导体、电视机里的部件也要用半导体晶片、手机内部的部件、汽车内也要用到的一些部件。目前大部分将用电器都要用到数字晶片，而不是模拟的（DSP），这些晶片说白了就是用半导体做成的。

半导体镭射器的应用

半导体二极体镭射器在镭射通讯、光储存、光陀螺、镭射列印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用

还可以作为固体镭射器的泵浦源，安防领域照明光源，现在应用的领域非常广了

半导体的三个广泛应用：

一、在无线电收音机（Radio）及电视机（Television）中，作为“讯号放大器/整流器”用。

二、近来发展太阳能（Solar Power），也用在光电池（Solar Cell）中。

三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，解析度可达0.1℃，甚至达到0.01℃也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300℃，是价效比极高的一种测温元件。

参考百度百科，仅供参考！

半导体在生活中的应用

试想过你的生活缺少了数字是什么概念吗？那将是一个混乱的世界，无论是你的手机号码、你的身份z号码、还是你家的门牌号，这些全部都是用数字表达的！电子游戏、电子邮件、数码音乐、数码照片、多媒体光碟、网路会议、远端教学、网上购物、电子银行和电子货币……几乎一切的东西都可以用0和1来表示。电脑和网际网路的出现让人们有了更大的想象和施展的空间，我们的生活就在这简单的“0”“1”之间变得丰富起来、灵活起来、愉悦起来，音像制品、手机、摄像机、数码相机、MP3、袖珍播放机、DVD播放机、PDA、多媒体、多功能游戏机、ISDN等新潮电子产品逐渐被人们所认识和接受，数字化被我们随身携带着，从而拥有了更加多变的视听新感受，音乐和感觉在数字化生活中静静流淌……

数字生活已成为资讯化时代的特征，它改变着人类生活的方方面面，在此背后，隐藏着新材料的巨大功勋，新材料是数字生活的“幕后英雄”。

计算机是数字生活中的重要装置，计算机的核心部件是中央处理器（CPU）和储存器（RAM），它们是以大规模积体电路为基础建造起来的，而这些积体电路都是由半导体材料做成的，Si片是第一代半导体材料，积体电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度。为了使积体电路具有高效率、低能耗、高速度的效能，相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI（Silicon On Insulator）等新型矽基材料、超晶格量子阱材料可制作高温（300~500°C）、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件，从而大幅度地提高原有矽积体电路的效能，是未来半导体材料的重要发展方向。

人机交换，常常需要将各种形式的资讯，如文字、资料、图形、影象和活动影象显示出来。静止资讯的显示手段最常用的如印表机、影印机、传真机和扫描器等，一般称为资讯的输出和输入装置。为提高解析度以及输入和输出的速度，需要发展高灵敏度和稳定的感光材料，例如镭射印表机和影印机上的感光鼓材料，目前使用的是无机的硒合金和有机的酞菁染料。显示活动影象资讯的主要部件是阴极射线管（CRT），广泛地应用在计算机终端显示器和平面电视上，CRT目前采用的电致发光材料，大都使用稀土掺杂（Tb3+、Sn3+、Eu3+等）和过渡元素掺杂（Mn2+）的硫化物（ZnS、CdS等）和氧化物（Y2O3、YAlO3）等无机材料。

为了减小CRT庞大的体积，资讯显示的趋势是高解析度、大显示容量、平板化、薄型化和大型化，为此主要采用了液晶显示技术（LCD）、场致发射显示技术（FED）、等离子体显示技术（PDP）和发光二极体显示技术（LED）等平板显示技术，广泛应用在高清晰度电视（HDTV）、电视电话、计算机（台式或可移动式）显示器、汽车用及个人数字化终端显示等应用目标上，CRT不再是一支独秀，而是形成与各种平板显示器百花争艳的局面。

在液晶显示技术中采用的液晶材料早已在手表、计算器、膝上型电脑、摄像机中得到应用，液晶材料较早使用的是苯基环己烷类、环己基环己烷类、吡啶类等向列相和手征相材料，后来发展了铁电型（FE）液晶，响应时间在微秒级，但铁电液晶的稳定性差，只能用分支法（side-chain）来改进。目前趋向开发反铁电液晶，因为它们的稳定性较高。

液晶显示材料在大萤幕显示中有一定的困难，目前作为大萤幕显示的主要候选物件为等离子体显示器（PDP）和发光二极体（LED）。PDP所用的荧光粉为掺稀土的钡铝氧化物。用类金刚石材料作冷阴极和稀土离子掺杂的氧化物作发光材料，推动场发射显示（FED）的发展。制作高亮度发光二极体的半导体材料主要为发红、橙、黄色的GaAs基和GaP基外延材料、发蓝光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

由于因特网和多媒体技术的迅速发展，人类要处理、传输和储存超高资讯容量达太（兆兆）数字位（Tb，1012bits），超高速资讯流每秒达太位（Tb/s），可以说人类已经进入了太位资讯时代。现代的资讯储存方式多种多样，以计算机系统储存为例，储存方式分为随机记忆体储、线上外储存、离线外储存和离线储存。随机记忆体储器要求整合度高、资料存取速度快，因此一直以大规模整合的微电子技术为基础的半导体动态随机储存器（DRAM）为主，256兆位的随机动态储存器的电晶体超过2亿个。外储存大都采用磁记录方式，磁储存介质的主要形式为磁带、磁泡、软磁碟和硬磁碟。磁储存密度的提高主要依赖于磁介质材料的改进，相继采用了磁性氧化物（如g-Fe2O3、CrO2、金属磁粉等）、铁氧体系、超细磁性氧化物粉末、化学电镀钴镍合金或真空溅射蒸镀Co基合金连续磁性薄膜介质等材料，磁储存的资讯储存量从而有了很大的提高。固体（闪）储存器（flash memory）是不挥发可擦写的储存器，是基于半导体二极体的积体电路，比较紧凑和坚固，可以在记忆体与外存间插入使用。记录磁头铁芯材料一般用饱和磁感大的软磁材料，如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年来发展起来的巨磁阻（GMR）材料，在一定的磁场下电阻急剧减小，一般减小幅度比通常磁性金属与合金的磁电阻数值约高10余倍。GMR一般由自由层/导电层/钉扎层/反强磁性层构成，其中自由层可为Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等强磁体材料，在其两端安置有Co-Cr-Pt等永磁体薄膜，导电层为数nm的铜薄膜，钉扎层为数nm的软磁Co合金，磁化固定层用5～40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反强磁体，并加Ru/Co层的积层自由结构。采用GMR效应的读出磁头，将磁碟记录密度一下子提高了近二十倍，因此巨磁阻效应的研究对发展磁储存有着非常重要的意义。

声视领域内镭射唱片和镭射唱机的兴起，得益于光储存技术的巨大发展，光碟存贮是通过调制镭射束以光点的形式把资讯编码记录在光学圆盘镀膜介质中。与磁储存技术相比，光碟储存技术具有储存容量大、储存寿命长；非接触式读/写和擦，光头不会磨损或划伤盘面，因此光碟系统可靠，可以自由更换；经多次读写载噪比（CNR）不降低。光碟储存技术经过CD（Compact Disk）、DVD（Digital Versatile Disk）发展到将来的高密度DVD（HD-DVD）、超高密度DVD（SHD-DVD）过程中，储存介质材料是关键，一次写入的光碟材料以烧蚀型（Tc合金薄膜，Se-Tc非晶薄膜等）和相变型（Te-Ge-Sb非晶薄膜、AgInTeSb系薄膜、掺杂的ZnO薄膜、推拉型偶氮染料、亚酞菁染料）为主，可擦重写光碟材料以磁光型（GdCo、TeFe非晶薄膜、BiMnSiAl薄膜、稀土掺杂的石榴石系YIG、Co-Pt多层薄膜）为主。光碟储存的密度取决于镭射管的波长，DVD盘使用的InGaAlP红色镭射管（波长650nm）时，直径12cm的盘每面储存为4.7千兆位元组（GB），而使用ZnSe（波长515nm）可达12GB，将来采用GaN镭射管（波长410nm），储存密度可达18GB。要读写光盘里的资讯，必须采用高功率半导体镭射器，所用的镭射二极体采用化合物半导体GaAs、GaN等材料。

镭射器除了在光碟储存应用之外，在光通讯中的作用也是众所周知的。由于有了低阈值、低功耗、长寿命及快响应的半导体镭射器，使光纤通讯成为现实。光通讯就是由电讯号通过半导体镭射器变为光讯号，而后通过光导纤维作长距离传输，最后再由光讯号变为电讯号为人接收。光纤所传输的光讯号是由镭射器发出的，常用的为半导体镭射器，所用材料为GaAs、GaAlAs、GaInAsP、InGaAlP、GaSb等。在接受端所用的光探测器也为半导体材料。缺少光导纤维，光通讯也只能是“纸上谈兵”。低损耗的光学纤维是光纤通讯的关键材料，目前所用的光学纤维感测材料主要有低损耗石英玻璃、氟化物玻璃和Ga2S3为基础的硫化物玻璃和塑料光纤等，1公斤石英为主的光纤可代替成吨的铜铝电缆。光纤通讯的出现是资讯传输的一场革命，资讯容量大、重量轻、占用空间小、抗电磁干扰、串话少、保密性强，是光纤通讯的优点。光纤通讯的高速发展为现代资讯高速公路的建设和开通起到了至关重要的作用。

除了有线传播外，资讯的传播还采用无线的方式。在无线传播中最引人注目的发展是行动电话。行动电话的使用者愈多，所使用的频率愈高，现在正向千兆周的频率过渡，电话机的微波发射与接收亦是靠半导体电晶体来实现，其中部分Si电晶体正在被GaAs电晶体所取代。在手机中广泛采用的高频声表面波SAW（Surface Acoustic Wave）及体声波BAW（Bulk Surface Acoustic Wave）器件中的压电材料为a-SiO2、LiNbO3、LiTaO3、Li2B4O7、KNbO3、La3Ga5SiO14等压电晶体及ZnO/Al2O3和SiO2/ZnO/DLC/Si等高声速薄膜材料,采用的微波介质陶瓷材料则集中在BaO-TiO2体系、BaO-Ln2O3-TiO2（Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd）体系、复合钙钛矿A（B1/3B￠2/3）O3体系（A=Ba,Sr；B=Mg,Zn,Co,Ni,Mn；B￠=Nb,Ta）和铅基复合钙钛矿体系等材料上。

随着智慧化仪器仪表对高精度热敏器件需求的日益扩大，以及手持电话、掌上电脑PDA、膝上型电脑和其它行动式资讯及通讯装置的迅速普及，进一步带动了温度感测器和热敏电阻的大量需求，负温度系数（NTC）热敏电阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe、Al等金属氧化物混合烧结而成，其阻值随温度的升高呈指数型下降，阻值-温度系数一般在百分之几，这一卓越的灵敏度使其能够探测极小的温度变化。正温度系数（PTC）热敏电阻一般都是由BaTiO3材料新增少量的稀土元素经高温烧结的敏感陶瓷制成的，这种材料在温度上升到居里温度点时，其阻值会以指数形式陡然增加，通常阻值-温度变化率在20~40%之间。前者大量使用在镍镉、镍氢及锂电池的快速充电、液晶显示器（LCD）影象对比度调节、蜂窝式电话和移动通讯系统中大量采用使用的温度补偿型晶体振荡器等中，来进行温度补偿，以保证器件效能稳定；此外还在计算机中的微电机、照相机镜头聚焦电机、印表机的列印头、软盘的伺服控制器和袖珍播放机的驱动器等中，发现它的身影。后者可以用于过流保护、发热器、彩电和监视器的消磁、袖珍压缩机电机的启动延迟、防止膝上型电脑常效应管（FET）的热击穿等。

为了保证资讯执行的通畅，还有许多材料在默默地作著贡献，例如，用于制作绿色电池的材料有：镍氢电池的正、负极材料用MH合金和Ni(OH)2材料、锂离子电池的正、负极用LiCoO2、LiMn2O4和MCMB碳材料等电极材料；行动电话、PC机以及诸如数码相机、MD播放机/录音机、DVD装置和游戏机等数字音/视讯装置等中钽电容器所用材料；现代永磁材料Fe14Nd2B在制造永磁电极、磁性轴承、耳机及微波装置等方面有十分重要的用途；印刷电路板（PCB）及超薄高、低介电损耗的新型覆铜板（CCL）用材料；环氧模塑料、氧化铝和氮化铝陶瓷是半导体和积体电路晶片的封装材料；积体电路用关键结构与工艺辅助材料（高纯试剂、特种气体、塑封料、引线框架材料等），不一而足，这些在浩瀚的材料世界里星光灿烂的新材料，正在数字生活里发挥着不可或缺的作用。

随着科技的发展，大规模积体电路将迎来深亚微米（0.1mm）矽微电子技术时代，小于0.1mm的线条就属于奈米范畴，它的线宽就已与电子的德布罗意数相近，电子在器件内部的输运散射也将呈现量子化特性，因而器件的设计将面临一系列来自器件工作原理和工艺技术的棘手问题，导致常说的矽微电子技术的“极限”。由于光子的速度比电子速度快得多，光的频率比无线电的频率高得多，为提高传输速度和载波密度，资讯的载体由电子到光子是必然趋势。目前已经发展了许多种镭射晶体和光电子材料，如Nd:YAG、Nd:YLF、Ho:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YLF、Ti:Al2O3、YVO4、Nd:YVO4、Ti:Al2O3、KDP、KTP、BBO、BGO、LBO、LiNbO3、K(Ta,Nb)O3、Fe:KnBO3、BaTiO3、LAP等，所有这些材料将为以光通讯、光储存、光电显示为主的光电子技术产业作出贡献。随着资讯材料由电子材料、微电子材料、光电子材料向光子材料发展，将会出现单电子储存器、奈米晶片、量子计算机、全光数字计算机、超导电脑、化学电脑、生物电脑和神经电脑等奈米电脑，将会极大地影响着人类的数字生活。

本世纪以来，以数字化通讯（Digital Communication）、数字化交换（Digital Switching）、数字化处理（Digital Processing）技术为主的数字化生活（Digital Life）正在向我们招手，一步步地向我们走来——清晨，MP3音箱播放出悦耳的晨曲，催我们按时起床；上班途中，开启随身携带的膝上型电脑，进行新一天的工作安排；上班以后，通过网际网路召开网路会议、开展远端教学和实时办公；在下班之前，我们远端启动家里的空调和溼度调节器，保证家中室温适宜；下班途中，开启手机，悠然自在观看精彩的影视节目；进家门前，我们接收网上订购的货物；回到家中，和有线电视台进行互动，观看和下载喜欢的影视节目和歌曲，制作多媒体，也可进入社群网际网路，上网浏览新闻了解天气……这一切看上去是不是很奇妙？似乎遥不可及。其实它正在和将要发生在我们身边，随着新一代家用电脑和网际网路的出现，如此美好数字生活将成为现实。当享受数字生活的同时，饮水思源，请不要忘记为此作出巨大贡献的功臣——绚丽多彩的新材料世界！

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