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一、光电子元器件包括哪些

光电子元器件包括光纤、光电二极管、激光二极管、光电探测器、光纤耦合器、光学调制器、光栅、光滤波器等。

光电子元器件在光通信、光传感、光存储等多个领域发挥着重要作用。其中，光纤作为光通信的传输媒介，以其高带宽、低损耗和抗干扰等优点被广泛应用于长距离通信和局域网。光电二极管和激光二极管则是实现光电转换的关键器件，前者能将光信号转换为电信号，后者则能将电信号转换为光信号。光电探测器则负责接收光信号并将其转换为电信号，是光通信系统中不可或缺的部分。

此外，根据功能的不同，光电子器件还可以进一步分类。例如，光源器件包括相干光源和非相干光源，如激光器和照明光源；光传输器件则包括光学元件如棱镜、透镜，以及光波导和光纤等；光控制器件如调制器、偏转器则用于调控光的传播方向和特性；而光探测器件、光存储器件和光显示器件则分别用于光的检测、存储和显示。

二、光电子器件有哪些分类?

光电子器件可以从不同的角度进行分类，以下是几种主要的分类方式：

1.按工作原理与功能分类：

-光有源器件：能够发射或放大光信号，如激光器（包括半导体激光器、光纤激光器等）、发光二极管（LED）、光电晶体管、光放大器等。

-光无源器件：不产生光但影响光信号传输或转换，如光纤、光隔离器、光耦合器、波分复用器、光开关、光环行器等。

-光检测器：将光信号转换为电信号，如光电二极管（PIN、APD）、光敏电阻、光电倍增管等。

2.按材料和结构分类：

-体光电子器件：基于单一均匀半导体材料制成的器件。

-正反向结光电子器件：利用PN结或PIN结等结构实现光电转换。

-异质结和多结光电子器件：在不同半导体材料之间形成的结，用于提高性能或实现特定功能。

3.按应用领域分类：

-通讯器件：如光通信模块、光接收机、光发送机中的关键组件。

-传感器和探测器：应用于安全系统、环境监测、医学成像、军事侦察等领域的光电传感器、红外探测器等。

-显示与成像器件：如LCD、OLED屏幕、CCD/CMOS图像传感器、夜视镜片等。

-控制与处理元件：光电开关、光电继电器等用于自动化控制的设备。

4.按操作波长范围分类：

-可见光器件：工作在可见光谱区域。

-红外器件：适用于红外光谱区域，包括热红外和近红外。

-紫外器件：针对紫外光谱区域设计。

科学家合成了一种新的含碳钪组成的超硬材料

俄罗斯科学家合成了一种由含碳钪组成的新型超硬材料。它由聚合的富勒烯分子组成，内部含有钪和碳原子。这项工作为富勒烯基超硬材料的未来研究铺平了道路，使其成为光伏和光学器件、纳米电子和光电子元件以及作为高性能造影剂的生物医学工程的潜在候选者。该研究发表在《碳》杂志上。

富勒烯的化学结构

近40年前发现的被称为富勒烯的新型全碳分子是一项革命性突破，为富勒烯纳米技术铺平了道路。富勒烯具有由五边形和六边形组成的球形，类似于足球，富勒烯分子的碳框架内的空腔可以容纳各种原子。

将金属原子引入碳笼中会导致内嵌金属富勒烯(EMF)的形成，由于其独特的结构和光电特性，它们在技术和科学上都很重要。

来自NUSTMISIS、超硬和新型碳材料技术研究所和基伦斯基物理研究所的一组研究人员首次获得了含钪的EMF，并研究了它们的聚合过程。聚合是未结合的分子连接在一起形成化学键合聚合材料的过程。大多数聚合反应在高压下以更快的速度进行。

使用高频电弧放电等离子体从碳凝聚物中获得含钪富勒烯后，将它们放置在金刚石砧座中，这是用于产生非常高压力的最通用和流行的设备。

“我们发现客体原子促进了聚合过程。钪原子通过碳键的极化完全改变了富勒烯键合过程，从而导致它们的化学活性增加。得到的材料比原始聚合富勒烯的刚性低，它更容易获得，”NUSTMISIS无机纳米材料实验室的高级研究员PavelSorokin说。

研究人员认为，未来该研究将为富勒体内嵌配合物作为宏观材料的研究铺平道路，并使人们有可能不仅将EMF视为具有根本意义的纳米结构，而且将其视为可能在各种科学和技术领域都有需求的有前途的材料。

富勒烯3D化学结构

延伸阅读：

什么是富勒烯富勒烯是一种完全由碳原子组成的中空分子，形态多为球型、椭球型、柱型或管状，不单有六元环结构还有五元环结构，偶尔还有七元环结构。正是由于C60的特殊构造，所以才会展现出特有的物理和化学性质。1985年，英国化学家HaroldWalter和美国科学家RichardE.Smalley制备出了第一种富勒烯。在C60被发现30多年来，基础研究和应用研究都取得了巨大的发展，人们对C60也越来越熟知。

由于其独特的三维拓扑结构，C60具有极高的稳定性，且具有超高的自由基捕捉能力，这可能会对某些聚合物的燃烧和降解过程产生一定的影响，进而增强了材料的阻燃性能。此外，C60不仅可以单独作为阻燃剂来提高材料的阻燃性能，还可以通过对其进行改性或与其它物质协同从而对材料的阻燃性能产生一定的影响。

富勒烯化学结构

富勒烯的应用富勒烯具有独特的零维结构，是近50年来最重要的含碳纳米材料之一。富勒烯及其衍生物在电、光、磁、材料学等方面都得到了广泛的应用，在太阳能电池领域，富勒烯材料的高电子迁移率、可调控的能级以及可低温成膜等特性得到了广泛的应用，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转化效率从2009年的3.8％提升到了2019年的24％以上。

生物医疗方面，富勒烯类衍生物具有很强的抗氧化作用，可以有效地清除自由基，减缓皮肤衰老。富勒烯还可以起到改善材料力学性能的作用，Kanbur等研究了富勒烯对热塑性聚氨酯（TPU）复合材料的影响，结果表明在TPU中加入C60，复合材料的拉伸强度、伸长率和杨氏模量参数几乎增加了一倍。此外，富勒烯及其衍生物在催化剂、超导材料、气体存储等各个领域也都具有十分广泛的应用前景。

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