(节选)

中国科学院物理研究所曹则贤研究员在《2006科学发展报告》中撰写文章“II-VI和III-V族半导体的光学性质”，文章指出，材料合成与器件制作技术的高度发展为II-VI、III-V族化合物半导体的应用提供了几乎不受限制的可能性。通过能带工程可使这些材料的低维结构在Terahertz到紫外的光谱范围内表现出许多可资利用的光学性质。针对诸如在新型光源、自旋电子学、集成光路、光电子学、光子晶体、太阳能电池等方面应用的相关光学性质的研究将是未来多年研究的重点。

II-VI、III-V族半导体待研究的光学性质范围极广，文章重点对未来该领域的研究进行了展望。作者指出，未来II-VI、III-V 族半导体光学性质的研究会围绕以下几个方向展开:(1)作为有源器件的半导体结构。围绕照明技术的半导体(主要是III-V族)研究有广阔的应用前景,期待新的突破。激光方面, 高效的、可调谐量子点和量子阱级联激光器一直不断取得进展，而微米波长的垂直腔体平面发射激光器(VCSEL)是未来光学互联系统的候选光源。这对大光学增益的激活层和大反射率的衬底材料(如InP/InGaAsP等) 方面研究给予了有力的促进。(2)稀磁半导体的光学性质。铁磁性III-V族半导体和异质结中自旋相干的光学操纵、自旋的光学取向、II-VI族半导体中磁共振现象的光学探测、自旋相关的动力学过程, 如退位相和退相干的光谱学(主要为时间分辨法拉第(克尔)旋转谱学)研究、自旋流的光学产生和探测都是当前的前沿性课题。(3)单光子、纠缠态光子的源和探测器。目前研究主要集中在InAs、GaAs、AlGaAs、GaN等材料形成的量子点上。适于不同能量单光子探测的高灵敏度探测器制作的半导体结构也有迫切的需求。(4)半导体光学性质对低维结构的依赖关系。半导体人工结构的能带内和亚能带间的跃迁(光吸收)过程的谱学与理论研究，半导体中光子与元激发的耦合的谱学与理论研究,这攸关半导体发光器件性能的裁剪与优化。其它问题有半导体纳米晶的光吸收、发射、光学非线性、界面效应等。更基本的层次上, 小尺度半导体在波长可比拟的光场中的有限电动力学问题是理解其光学性质的关键。(5)太阳能电池相关的半导体光学性质。研究的关键在于降低成本的同时如何提高光电转换效率。(6)半导体光子晶体。寻找适合制作光子晶体的半导体材料和新结构是重要的研究方向。为了实现基于III-V半导体的光子晶体的光路集成会产生诸多的光学新问题。(7)被动式光学器件。用于制作各类被动式半导体光学器件-如反射镜(非线性的)、分束器、滤波器、超快光开关、光互联所需的光纤或光波导等-所产生的光学问题, 主要是反射、折射、吸收和色散等经典问题。(8) 主动式器件。包括对光快速、高分辨高灵敏度响应的探测器;对紫外和中远红外光灵敏的探测器;光学调制器; 半导体光学放大器,等等。(9) 非线性光学。半导体中的激子/声子系统的斯塔克效应, 电子-空穴等离子体的光学行为; 半导体中的光学孤立子、光学回声、四波混频、量子拍频、各种退相关退相位过程以及与半导体激光发射过程相联系的各种光学过程都是热点问题。(10)THz光学。II-VI、III-V族半导体, 特别是II-VI族半导体,通过能带工程可以提供THz的光源(interminiband跃迁)、波导和探测器, 在THz光学方面将起到非常重要的作用。(11)其它。II-VI、III-V族半导体其它待研究的光学性质仍然不胜枚举。重要的有负电亲和势III-V族半导体的偏振光吸收和其后的电子反射过程, 这是实现自旋极化电子源的一个可能途径,因此具有极高的研究价值。其它的还有光子二极管、三极管(可用于光的高灵敏度探测)的实现和相关光学问题;包含半导体的等离激元电子学(Plasmonics)材料的光学性质;极限半导体材料微波器件对微波的吸收、反射、增益等效应,半导体中激子、极化激元 (polariton) 态的演化等影响材料光学性质行为的光谱学研究, 等等。（摘自科学出版社出版的《2006科学发展报告》）