南昌大學材料科學研究所:南昌大學材料科學研究所成立於1994年3月。20 -百科知識中文網

簡介

材料科學研究所（教育部發光材料與器件工程研究中心），主要致力於半導體發光材料與器件的研究與開發，“發光材料與器件”這一研究方向是南昌大學材料物理與化學國家重點學科、材料物理與化學博士點、材料科學與工程博士後科研流動站的主要研究方向和重要研究基地。中心研究工作涵蓋發光材料製備、發光器件製作、發光材料生長設備開發研製、發光器件套用等方面。中心先後承擔了863項目、國家基金項目、電子發展基金項目等10餘項，從事GaN基LED材料及器件研發和生產10年整，從跟蹤走上了跨越，研製成功輸出功率9毫瓦的垂直結構的矽襯底GaN藍光LED，申請發明專利10項，走出了一條具有自主智慧財產權、低成本、具有國際競爭力的半導體照明技術路線。
中心現有研究人員14人，開發和生產人員106人。

材料所所長、工程研究中心主任江風益教授，博士生導師，多年從事GaN基LED材料與器件的教學與科研工作，先後培養博士、碩士研究生近40人。江風益教授是全國傑出專業技術人才（中組部、中宣部、人事部和科技部聯合授予），國家有突出貢獻中青年專家，中國物理學會發光分會副理事長，曾主持863項目、國家基金項目、電子發展基金項目等10餘項。2006年4月以江風益課題組為技術依託，由金沙江創業投資基金牽頭，聯合國際頂尖級創業投資基金Mayfieldfund,Asiavest三家國際風險投資基金共同投資設立了專門從事矽襯底GaN基LED外延材料與器件研發與生產的高科技企業——晶能光電（江西）有限公司，江風益出任公司董事長兼總裁。

特色

走進南昌大學材料科學研究所，牆上寫著一行醒目的標語：“多發光，少發熱”，仔細琢磨，覺得有點不對勁。人們通常用發光、發熱來形容做貢獻，“多發光”是好事，這“少發熱”作何解釋？所長江風益教授一語道破天機：“對於發光體來說，少發熱才省電。”
該中心在Si襯底上獲得了高質量的GaN基多量子阱LED外延材料，並研製成功矽襯底GaN藍色發光二極體。用該外延材料的晶片合格率達87％，輸出光強高達18—30mcd，獲得了可以實用、性能優良的Si襯底GaN藍色LED器件，主要性能指標好於國外文獻報導水平。教育部組織專家對該項目進行了驗收，目前已經通過。
藍色發光二極體用途十分廣泛，主要包括手機背光源、手機來電閃發光電池、儀器及汽車音響顯示面板背光等。目前國外商品化GaN材料是在Si襯底或藍寶石上生長的。由於GaN與Si襯底間存在巨大的晶格失配和熱失配的難題，在Si襯底上很難得到器件質量的GaN材料，而國內現有的常規藍寶石生長GaN材料工藝路線有可能在發展過程中設計智慧財產權糾紛，在此情況下，矽襯底成為研究人員矚目的焦點。
江教授說：“在矽上做發光器件是整個領域都夢寐以求的事。”許多國家都投入了這項工作，也取得了一定進展，但由於矽材料存在熱膨脹係數不同等難題，該技術一直沒能取得突破。“我們當初也只是抱著試一試的態度，沒想到很快就入了門，現在只有我們達到實用水平，但目前還只是小批量生產，沒有推向市場。”據專家評價，南昌大學的矽襯底藍色發光二極體材料及器件工藝路線為我國發展自主智慧財產權的發光材料開闢了嶄新的空間。
在實驗室里，江教授展示了矽襯底GaN藍色發光二極體。隨著電源接通，小小的二極體放射出璀璨的光芒，雖然是白天，但依舊光彩奪目。江教授說：“如果是用藍寶石，達到這個亮度很正常，但是用矽就已經很不容易了。我們的目標是用一半的能耗達到和藍寶石一樣的亮度，現在亮度還沒有達到，下一步工作是繼續提高亮度，降低成本。”

研究方向

當前的研究方向主要有：
[1]Si襯底上GaN基半導體材料生長與器件研製；
[2]功率型藍、綠光及白光LED材料與晶片；
[3]ZnO基半導體材料生長；
[4]寬禁帶半導體材料專用生產型MOCVD系統的研製。

成果

中心攻克了一項世界難題，在第一代半導體材料矽襯底上製備出了高質量的第三代半導體材料GaN，在國際上率先研製成功高亮度、高可靠性的垂直結構的矽襯底GaN基藍光LED。這一成果改變了目前日美等國壟斷半導體照明技術的局面，形成了矽襯底半導體照明技術路線。

中心研製的矽襯底藍光LED和矽襯底綠光LED被分別作為三基色顯示屏中藍光和綠光像元，製作了全球第一塊矽襯底GaN基LED全彩色顯示屏。

中心完成的863課題成果“矽襯底藍光二極體材料及器件”被863新材料領域專家委推薦為國家科技創新重大成就展項目，2006年全國科技大會期間（1月9日－16日）在北京展覽館展出。
2006年7月江風益課題組設計的“矽襯底氮化鎵發光二極體材料與晶片”榮獲首屆國家半導體照明工程創新大賽“研發創新獎”。
2006年4月以江風益課題組為技術依託，由金沙江創業投資基金牽頭，聯合國際頂尖級創業投資基金Mayfieldfund,Asiavest三家國際風險投資基金共同投資設立了專門從事矽襯底GaN基LED外延材料與器件研發與生產的高科技企業——晶能光電江西有限公司。

科研設備

中心擁有實驗室面積2200平米，其中300平米的超淨實驗室。中心在國家教育振興行動計畫和211工程建設項目等資助下，購置了價值3000多萬元的配套的一流研發設備和精密儀器，包括進口MOCVD系統、電子束蒸發台、台式二次離子質譜儀、X光雙晶衍射儀、電致發光和光致發光Mapping系統、退火爐、干涉顯微鏡、ICP刻蝕機、光刻系統等。