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南昌大学硅衬底LED项目获2015国家科学技术发明一等奖

2016年01月08日10:24 | 来源:人民网-教育频道
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人民网南昌1月8日电 (记者任江华、秦海峰)记者今天从2015年国家科学技术奖励大会获悉,由南昌大学江风益教授团队完成的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”获得2015年国家技术发明奖中唯一一等奖,这一发明在国际上率先实现了硅衬底LED产业化,开辟了国际LED照明技术第三条路线。

发光二极管(LED)是一种节能环保的冷光源。它发光效率高、寿命长、体积小、可靠性高、响应速度快和应用范围广。该项目发明的硅衬底蓝光LED电光转换效率高达60%,远大于其他电光源的转换效率,具有重大节能减排价值,替代传统光源节电40%-80%。

由于硅衬底蓝光LED属单面出光,光线容易管控,其出光方向性和均匀性优于多面出光的其他技术路线,在高档光源应用中也具有明显的性能优势和性价优势。

该项目成果创建了硅衬底LED芯片制造、器件封装和产品应用企业,推出了30多种产品,形成了硅衬底LED上中下游产业链,产品成功应用于路灯、手电、矿灯、筒灯、射灯、彩屏、家电数码等领域,在多个国家和地区应用。

“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目经过近10年的技术攻关和生产实践,具有完整(完全)的自主知识产权,冲破了国外的专利束缚,产品在市场上形成独特的优势,有力地提升了我国LED技术在国际上的地位,为我国LED产业可持续发展打下了坚实的基础。

在硅衬底上制备GaN基LED,业界一直孜孜以求。然而由于硅和GaN这两种材料巨大的晶格失配和热失配导致的外延膜龟裂、晶体质量差,以及衬底不透明导致的出光效率低等问题长期未能解决,致使业界普遍认为,在硅衬底上制备高光效GaN基LED是不可能的。

江风益和他的团队经过长期努力,经过3000多次实验,攻克了这一世界难题,发明了在材料生长和芯片制造过程中克服巨大张应力的方法、结构和工艺技术,在国际上率先研制成功高内量子效率硅衬底蓝光LED外延材料和高取光效率高可靠性单面出光蓝光LED芯片,并率先实现了产业化,获授权发明专利68项。

现有的三条LED照明技术路线,分别是蓝宝石、碳化硅和硅衬底GaN基LED技术路线。其中,前两条路线分别是以日本和美国为主发展起来的,主要贡献者分别获得日美两国最高科技奖,第一条路线的三位主要发明人还获得了2014年度诺贝尔物理学奖。第三条路线是由我国发展起来的,即风益教授团队完成的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目发明成果。

得益于“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目的成功,江西省已描绘出LED产业发展“路线图”:到2020年,全省LED产业主营收入要超过1000亿元,把江西建设成为具有国际核心竞争力的LED全产业链研发、制造和应用基地,将南昌打造成全国的LED“光谷”。

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(责编:郝孟佳、马丽)

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