2011固态照明2015年12月简报.doc-固态照明与节能电子学协同创新中心.doc

高等学校创新能力提升计划 固态照明与节能电子学协同创新中心 2015年12月简报 协同创新； 协同创新工作取得的阶段性成效； 同创新； 国家信息领域重点基础研究发展计划(973计划) 项目“半导体固态照明用的超高效率氮化物LED芯片基础研究（2011CB301900）”项目验收 2015年11月25日，国家信息领域重点基础研究发展计划(973计划) 项目“半导体固态照明用的超高效率氮化物LED芯片基础研究（2011CB301900）”在北京铁道大厦进行项目验收会。首席科学家张荣教授从研究计划、研究重点和目标、项目研究思路的创新性、任务指标完成情况等多个方面分别向项目验收专家汇报了本项目的完成情况。 2015年14-16日，第二届中英宽禁带半导体光电子学术论坛成功在南京大学鼓楼校区举行。来自英国谢菲尔德大学Tao Wang教授、John David教授以及Rick Smith，M. Athanasiou研究员一行访问我光电信息功能材料重点实验室和江苏省协同创新中心。15日双方共同举办了中英双边学术论坛，英方的四位专家和我方的陆海教授，陈敦军教授，周玉刚教授及刘斌副教授分别在氮化物半导体发光器件，铝镓氮和碳化硅紫外雪崩二级管探测器，大功率白光LED封装等研究领域进行学术报告，并展开热烈的学术讨论。英国专家还参观了南京大学仙林校区电子学院微制造与集成工艺中心以及新港开发区南京南大光电工程研究院。他们对微制造与集成工艺中心高标准的硬件设施和光电工程研究院的产学研创新模式进行了高度的评价。 第六届国际氮化物生长研讨会（ISGN-6）报告日本名古屋大学天野浩教授课题组参观 协同创新工作取得的阶段性成效； 南京大学“超分子诱导合成可控形貌的导电聚合物水凝胶研究”研究成果发表于Nano Letter. 2015, 15, 7736. 南京大学施毅教授、潘力佳教授使用有机圆盘状液晶超分子酞菁铜作为掺杂剂，原位聚合得到纳米线聚吡咯水凝胶。其中掺杂剂酞菁铜不仅作为连接点使聚吡咯形成三维网状结构，进一步形成水凝胶。而且通过超分子空间位阻和静电作用对纳米线的形貌起到了重要的导向作用。 这种超分子自组装方法不仅适用于聚吡咯，而且可以扩展应用到其他聚合物，包括聚苯胺以及PEDOT等聚合物。另外，可以通过调节掺杂剂的种类、浓度以及氧化剂的种类来调控纳米线的直径，可得到从几十纳米到几百纳米的聚吡咯纳米线。经过掺杂后，可以提高聚吡咯的电导率，掺杂后的纳米线不仅可以提高电子迁移速率、还有着更高的比表面积，得到了高容量的超级电容器（400F g-1）。这种通用的超分子自组装调控形貌的方法可以用于设计得到低维结构的聚合物来用于多种性能与结构密切相关的器件，比如能量存储器件，传感器等。 北京大学GaN衬底HVPE制备与关键设备研制 建立了三维应力及断裂模型，并得到实验验证。在起始阶段，实用于完好双层厚膜三维应力模型，应力模拟发现应变最大的地方在界面处。最大剪切力点在界面边缘处1mm左右。实验上发现了自分离的裂纹起源于界面边缘处。裂纹的产生和扩展则适用内缩圆形脱层模型。预言了自分离的过程，并在实验上观察到该现象。 通过工艺优化，进一步提高2英寸自支撑GaN衬底的质量。目前位错密度已降至2.8*106cm-2，表面粗糙度降至0.11nm@1um*1um，材料电子迁移率和浓度分别为800cm2/VS, 2.8*1016cm-3。自分离成品率达到60%。 初步撑握了反应室尺寸放大技术，开发研制出多片HVPE设备。实现3片2寸及1片4寸的晶片生长，膜厚均匀性10%; 开始研制21片机，为下一步研发6寸GaN衬底奠定基础。4-in GaN厚膜，无裂纹厚度达到260微米，表面平整透明，XRD摇摆曲线半高宽(002)~150 arcsec，(102)~200 arcsec。 图1 3片机HVPE外延2“和4”GaN的厚度均匀性 垂直结构GaN基激光器研究 以GaN厚膜为衬底，研制垂直电极结构的新型激光器。实现了GaN厚膜衬底生长制备、垂直电极结构的激光器器件结构设计、外延结构的MOCVD生长、脊形波导的制备、高质量的激光腔面的加工，以及通过外协加工封装了垂直电极结构的激光器管芯，基本掌握了以GaN厚膜为衬底研制垂直电极结构的GaN激光器的关键技术，发展了器件加工工艺，发现一些GaN激光器的新特性。 运用Poisson-Schr?dinger自洽算法和传输矩阵法的计算模拟程序，获得了一系列的原创性理论成果，包括利用阶梯型电子阻挡层提升激光器件中载流子分布的效率，降低阈值；利用超薄InN插入层获得长波长的发射波长；超薄InN插入层或者