人民網南昌1月8日電 (記者任江華、秦海峰)記者今天從2015年國家科學技術獎勵大會獲悉,由南昌大學江風益教授團隊完成的“硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”獲得2015年國家技術發明獎中唯一一等獎,這一發明在國際上率先實現了硅襯底LED產業化,開辟了國際LED照明技術第三條路線。

發光二極管(LED)是一種節能環保的冷光源。它發光效率高、壽命長、體積小、可靠性高、響應速度快和應用范圍廣。該項目發明的硅襯底藍光LED電光轉換效率高達60%,遠大於其他電光源的轉換效率,具有重大節能減排價值,替代傳統光源節電40%-80%。
由於硅襯底藍光LED屬單面出光,光線容易管控,其出光方向性和均勻性優於多面出光的其他技術路線,在高檔光源應用中也具有明顯的性能優勢和性價優勢。
該項目成果創建了硅襯底LED芯片制造、器件封裝和產品應用企業,推出了30多種產品,形成了硅襯底LED上中下游產業鏈,產品成功應用於路燈、手電、礦燈、筒燈、射燈、彩屏、家電數碼等領域,在多個國家和地區應用。
“硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目經過近10年的技術攻關和生產實踐,具有完整(完全)的自主知識產權,沖破了國外的專利束縛,產品在市場上形成獨特的優勢,有力地提升了我國LED技術在國際上的地位,為我國LED產業可持續發展打下了堅實的基礎。
在硅襯底上制備GaN基LED,業界一直孜孜以求。然而由於硅和GaN這兩種材料巨大的晶格失配和熱失配導致的外延膜龜裂、晶體質量差,以及襯底不透明導致的出光效率低等問題長期未能解決,致使業界普遍認為,在硅襯底上制備高光效GaN基LED是不可能的。
江風益和他的團隊經過長期努力,經過3000多次實驗,攻克了這一世界難題,發明了在材料生長和芯片制造過程中克服巨大張應力的方法、結構和工藝技術,在國際上率先研制成功高內量子效率硅襯底藍光LED外延材料和高取光效率高可靠性單面出光藍光LED芯片,並率先實現了產業化,獲授權發明專利68項。
現有的三條LED照明技術路線,分別是藍寶石、碳化硅和硅襯底GaN基LED技術路線。其中,前兩條路線分別是以日本和美國為主發展起來的,主要貢獻者分別獲得日美兩國最高科技獎,第一條路線的三位主要發明人還獲得了2014年度諾貝爾物理學獎。第三條路線是由我國發展起來的,即風益教授團隊完成的“硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目發明成果。
得益於“硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目的成功,江西省已描繪出LED產業發展“路線圖”:到2020年,全省LED產業主營收入要超過1000億元,把江西建設成為具有國際核心競爭力的LED全產業鏈研發、制造和應用基地,將南昌打造成全國的LED“光谷”。
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