物理所宽禁带半导体材料研究与应用团队主要先进事迹

第一篇：物理所宽禁带半导体材料研究与应用团队主要先进事迹

物理所宽禁带半导体材料研究与应用团队主要先进事迹

多年来，该团队在SiC、GaAs、GaN等晶体和外延材料领域取得了丰硕成果。系统开展了SiC晶体生长设备、晶体生长和加工技术研究，成功生长出2-4英寸高质量晶体，在国内率先实现SiC晶体的产业化，成功打破了国外垄断。采用湿法腐蚀和宽窄阱耦合技术生长出低位错密度外延材料，部分消除极化效应，大幅提升LED内量子效率。

先后承担国家“973”、“863”、科技支撑和02专项等项目数十项；发表SCI论文300余篇，申请国家发明专利50余项（已授权20余项）；将多项科研成果产业化，实现了良好社会经济效益。

国家天文台郭守敬望远镜(LAMOST)团队主要先进事迹

该团队在建设国家重大科学工程LAMOST的十多年中，全体人员勇于创新、锲而不舍、团结协作、精益求精，全面优质地完成了工程建设任务。建成了目前国际上光谱获取率最高、口径最大的大视场望远镜，得到了国际天文界的高度评价，使我国大视场多目标光纤光谱的观测设备处于国际领先地位，并使我国望远镜研制技术实现了跨越式发展，显著提升了我国在该领域的自主创新能力。2009年6月LAMOST项目圆满地通过了国家竣工验收。

LAMOST项目的关键技术之一“大口径主动光学实验望远镜装臵”获得2006年度国家科学技术进步二等奖。

声学所声学智能制导实验室主要先进事迹

从事水声学、信息与信号处理研究已有40余年。实验室自2000年开始承担了国家某重大科研项目的研制，该项目是我院近年来第一个担负总技术责任单位的国家重点国防工程项目。经 过十年的努力，2010年6月项目圆满完成了考核验收试验。更为可贵的是，在仅两个半月的时间内完成了10余次出海试验，创造了行业内考核项目最复杂、考核时间最短、试验零安全事故、产品准备零责任事故、所有技术指标满足或超过研制要求的成绩。项目组坚持走自主创新的道路，突破了30余项全新技术，产品主要性能指标达到世界同类产品的领先水平, 大幅提升了我国相关水下技术领域的自主创新水平，引领带动了相关行业的技术发展，后续直接产值将超过60亿元。

化学所中国科学院光化学重点实验室主要先进事迹

在有机及高分子光物理与光化学、光功能材料与光电化学、光催化及环境光化学和生物光化学的基础研究和应用基础研究中取得一系列重要成果。

近五年承担的重大项目包括、国家“973”项目1项、课题3项；国家重大科学研究计划项目1项；国家自然科学基金委“创新研究群体”1项、杰出青年基金1项、重点项目8项、重大国际合作2项；创新团队国际合作伙伴计划1项、中科院“百人计划”3项。

获得国家自然科学二等奖2项，北京市科技进步一等奖1项；中科院院长奖学金特别奖3项。近五年发表论文403篇，其中在JACS, Angew.Chem.Int.Ed.等最重要杂志上发表论文38篇；授权专利26项。

心理所青海玉树地震科技救灾心理援助工作队

主要先进事迹

履行创新为民的使命,在当地政府的支持下,迅速成立了震后心理援助玉树和西宁工作站,为心理援助工作提供了组织保障。

深入灾区，积极开展心理援助服务。开展20余场团体培训，培植本土心理援助力量5200余人次；为215户受灾群众和112 2 户伤残人员提供面对面心理辅导，重点救助住院伤病员700余名和异地复学儿童500余名，极大缓解了震后创伤及异地复学不适的心理问题；协助当地政府制定心理援助三年规划，为持续规范开展援助奠定基础。发挥科学思想库作用，向党和国家上报6份灾后心理援助和社会稳定有关的政策建议，2份被中办采用。发挥了心理学国家队的引领作用，受到青海省政府和社会的好评和高度认可。

电子所航天微波遥感系统部主要先进事迹

出色完成了多项国家重点型号工程任务，在我国航天星载微波遥感对地观测载荷研制领域确立了主导和引领地位，切实发挥了“火车头”的作用。成功研制出我国多型首套航空机载合成孔径雷达系统装备，在汶川抗震救灾飞行中发挥了重要作用，2008年被授予“创新为民、科技救灾”光荣称号。

科研成果获得多项国家和院（部）级奖励：包括国家科技进步一等奖两项，中国科学院杰出成就奖一项，国防科技进步特等奖一项、一等奖两项、二等奖、三等奖各一项，发表论文数百篇。

大连化物所甲醇制烯烃国家工程实验室主要先进事迹

完成新一代甲醇制烯烃（DMTO-II）技术工业性试验并通过鉴定。实现世界首套甲醇制烯烃（DMTO）工业装臵开车成功并取得突破性进展。

完成“渣油制烯烃催化剂研制”、中国科学院“天然气、油田气综合利用”等重大项目；完成“催化组合化学”知识创新重要方向项目和“天然气制烯烃”国家“973”计划基础研究课题。目前承担中科院知识创新重要方向项目2项。获省部级以上奖励4项，市级奖励2项。经过鉴定的科技成果4项，发表科技论文192篇，申请发明专利。为国民经济发展、产业结构调整升级、促进我国煤化工事业的发展做出更大的贡献。上海硅酸盐所钠硫电池研究团队主要先进事迹

近年来钠硫电池研究团队研制成功从核心材料、单体电池到电池模块和储能系统以及核心装备的钠硫储能电池的成套技术。研制成功大容量单体电池，建成2兆瓦单体电池的中试线，实现了电池的小批量制备。100千瓦/800千瓦时储能系统在上海世博会期间成功实现并网运行并对外展示，现已进入产业化推进阶段，项目取得核心专利20余项。承担了科技部支撑计划、上海市科委重大、中科院方向性项目以及上海电力公司的多个项目。大容量钠硫储能电池研制成功被两院院士评选为2009年中国十大科技进展新闻。

钠硫电池的突破使我国成为继日本之后第二个掌握钠硫电池核心技术的国家。

武汉植物园植物资源可持续利用中心主要先进事迹

该中心遵循„Resources-Research-Resolution‟的3R 模式，开展果树、药用、能源、微藻、草坪、观赏、水生等特色资源植物种质评价、基因发掘、新品种选育等研究，取得了具有特色的基础与应用研究成果，为国家生物产业和社会经济可持续发展做出了重要贡献。

主持美国NSF-Gates项目、国家自然基金重点项目、国家„973‟与„863‟项目等40余项。在Mol Biol Evol和Plant Physiol等著名SCI刊物发表学术论文近百篇，取得10余项发明专利，获得多项院教学奖，产生社会经济效益近5亿元。

成都山地所中国科学院山地灾害与地表过程重点实验

室主要先进事迹

5年来先后承担了西部重要干线的道路泥石流减灾项目50余项，保护干线公路铁路15条，保障了山区干线公路的安全和 4 畅通。高效完成西部大开发的重大工程项目“西气东输”选线设计和建设过程中的地质灾害防治工作并获好评。在汶川地震和舟曲特大泥石流发生后，先后有200余人次赴灾区，为国家部委和地方提供专家咨询和编写减灾技术资料。2008年和2010年，美国《Science》杂志对实验室科技工作给予5次专访和专题报道。

研究成果先后荣获四川省科技进步一等奖、国家科技进步二等奖，减灾效益超过40亿元。发表论文200余篇，撰写咨询报告9份，其中5份得到了国家领导人批示。

西安光机所高功率半导体激光器封装与表征研究室

主要先进事迹

研究室成立于2007年10月，自主研发高功率半导体激光器技术，在热管理、无铟化技术、低smile技术、光谱控制和功率扩展等方面取得重要成果，承担并高质量完成了多项重要科研项目。2008年实现了高占空比（8%）下百千瓦准连续超大功率半导体激光器系统；2009年制备两款世界首创的新器件及产品；2010年研制成功500瓦双量子阱大功率器件。发表论文10多篇，申请各项专利37项，其中授权11项，2项PCT专利。2009年获陕西省科学技术奖一等奖。

目前，该实验室建立了产学研基地，积极推进科技成果转化，以该基地为平台建成5条生产线，实现产值逾4000万元，催生出战略性新兴产业并得到蓬勃发展，为地方经济社会发展做出了贡献。

近代物理所ECR离子源室主要先进事迹

从1991年开始，自主研制成功多台不同频率，不同结构的ECR离子源，使我国在这一领域处于目前国际领先水平。在世界上首次研制成功具有原创结构的超导高电荷态ECR离子源SECRAL，产生了高电荷态离子束流强度的许多世界记录，是目前世界上性能最好的高电荷态ECR离子源之一；研制成功国际 上磁场最高、性能最好的全永磁高电荷态ECR离子源LAPECR2。

曾获得“中科院科技进步一等奖”、“国家科技进步二等奖”和国际离子源领域最高奖项“明亮奖”等多种奖励；自2005年以来，该室发表SCI/EI论文33篇。各类ECR离子源的成功研制和投入运行，使兰州重离子加速器及各类综合平台的束流强度和整体性能大幅提高，为我国开展核物理和原子物理等研究提供了前所未有的实验条件。

新疆生地所塔里木沙漠公路生态工程研究团队

主要先进事迹

为了防治塔里木沙漠公路的风沙危害，该团队在茫茫沙漠中二十余年如一日，用他们的知识和汗水谱写他们的沙漠人生。先后承担了国家“973”、攻关、自治区攻关等重要科研项目，解决了一系列理论和技术难题，在塔克拉玛干沙漠腹地建成了一条436公里的绿色走廊。不仅为塔里木油气资源的勘探开发和新疆的经济发展做出了重大贡献，而且进一步巩固了中国在该领域研究的领先地位。“绿色走廊穿越塔克拉玛干沙漠”被两院院士评选为2006年中国十大科技进展新闻，“塔里木沙漠公路防护林生态工程”被评为2008年度国家十大环境友好工程、获国家科技进步二等奖，目前其研究成果已经在新疆、非洲及中亚得到推广应用。

科学出版社科学出版中心主要先进事迹

该中心是科学出版社的核心出版单位，在科研成果归纳整理、传播转移、交流转化等方面做出了突出贡献。

中心出版了《中国科学院研究生教学丛书》、《当代杰出青年科学文库》、《纯粹数学与应用数学专著丛书》、《中国植物志》等大批代表中国科技发展最高水平的精品力作，获得中国图书政府奖2种，国家图书奖6种，中国图书奖一等奖7种，全国优秀科 技图书奖一等奖30多种，国家自然科学奖8种，国家科技进步奖6种，入选国家十一五重点图书出版规划项目27种。

中心年出版图书品种近700多种，产值近1.2亿元。生命科学、资源环境等类图书均居全国市场份额第一位，是专著、基础理论、基本资料出版的第一品牌。

成都信息技术有限公司办公自动化事业部主要先进事迹

该团队早在1977年就开始大型会议自动化设备的研发，该会议选举系统已成为党中央和全国人大指定的为党和国家重大会议提供服务的设备之一。三十多年来，该团队已先后为党和国家从十二大至十七大、六届至十一届全国人大、政协等历次重大会议提供选举服务，都取得了圆满成功，得到党和国家领导人的一致肯定和参会代表的高度评价。2007年10月22日，胡锦涛总书记在十七届一中全会结束后专门打电话给中办领导，表示对会议选举工作十分满意，并说：“没想到电子选举系统这么快，这么准确，这么先进，请向工作人员表示祝贺！”

该系列产品获得国家科技进步三等奖、中科院科技进步一等奖、四川省科技进步一等奖等重要奖项。

第二篇：南大宽禁带半导体实验室

禁带半导体紫外探测器

紫外探测技术在国防预警与跟踪、电力工业、环境监测及生命科学领域具有重要的应用，其核心器件是高性能的紫外光电探测器。

基于半导体材料的固态紫外探测器件具有体重小、功耗低、量子效率高、和便于集成等系列优势。以碳化硅（SiC）和III族氮化物为代表的宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料，具有禁带宽度大、导热性能好、电子饱和漂移速度高以及化学稳定性优等特点，用于制备紫外波段的光探测器件具有显著的材料性能优势。

我们实验室在宽禁带半导体紫外探测器领域具有较强的实力。率先在国内实现4H-SiC基紫外雪崩单光子探测器；分别研制成功高增益同质外延GaN基紫外雪崩光电探测器、国际上领先的高增益AlGaN基日盲雪崩光电探测器、具有极低暗电流的AlGaN基MSM日盲深紫外探测器、高量子效率AlGaN基PIN日盲深紫外探测器、以及现有芯片面积最大的AlGaN基日盲深紫外探测器，相关结果多次获得国际主流媒体的跟踪报导。

目前，我们的工作重点是研制高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器，包括：紫外单光子探测器件结构设计和物理分析，紫外单光子探测线阵和日盲紫外探测阵列制备。

宽禁带半导体功率电子器件

针对未来高效电力管理系统、电动汽车和广泛军事应用大容量化、高密度化和高频率化的要求，将宽禁带半导体材料应用于高档次功率电子器件可以有效解决当今功率电子器件发展所面临的“硅极限”（silicon limit）问题，将大幅度降低电能转换过程中的无益损耗，在各领域创造可观的节能空间。宽禁带Ⅲ族氮化物半导体具有强击穿电场、高饱和漂移速度、高热导率和良好化学稳定性等系列材料性能优势，是制备新一代功率电子器件的理想材料。这一研究方向近年来成为国际上继GaN基发光二极管和微波功率器件之后的新兴研究热点。

我们小组在这一研究领域具有较好的基础，已经研制成功AlGaN/GaN平面功率二极管，其击穿电压大于1100V，功率优值系数高达280MW/cm2。为了进一步研制新型功率电子器件，我们将开展相应的低缺陷密度GaN厚膜外延生长、异质结与能带工程设计、功率器件强电场终端技术、和高功率器件的电接触物理与钝化技术研究等。

新型蓝光及紫外发光二极管与器件物理

以GaN基发光二极管（LED）为核心的半导体照明技术作为新兴的光源技术，具有节能、环保、长效等突出优势，具有极为广阔的市场前景和应用价值。但是，尽管近年来GaN基LED技术发展很快，所报道的最高发光效率已超过250lm/W，GaN基LED研究仍有很多基础的科学与技术问题没有解决。由于材料制备技术的不成熟以及大失配强极化材料体系中物理效应的复杂性，GaN基LED在总体性能上还存在很多问题，如漏电流高、光抽取效率低、以及大电流注入下发光效率发生明显降低（droop效应）等，而这些问题在AlGaN基深紫外LED和InGaN基绿光LED中尤为明显。

我们通过发展新型的同质外延生长技术、掺杂技术、以及量子阱调控技术，研制高量子效率的蓝光与紫外LED器件；通过对不同结构的LED器件进行系统的电学、光电、及可靠性测量，研究外延层晶体质量、器件结构、及工艺参数对器件性能的影响，分析器件中载流子的运行规律，解释器件中各种新奇物理效应的成因。

新型光子晶体LED的设计与研制是我们的研究重点。目前，影响LED发光效率的关键因素之一是光抽取效率偏低。当有源层内产生的光大于逃逸角锥的临界角时，会产生全内反射。由于氮化物半导体材料的折射率高，其临界角非常小，使得大部分光局限于半导体内部，最终被较厚的基板吸收。

我们可在萃取层刻蚀适当尺寸的二维（2D）光子晶体结构，以提供额外的倒格矢补偿光在出射面的波矢失配，使得局限在半导体内的部分光由导波模转变为高Q共振辐射模，或者与泄漏模耦合，从而逃逸至自由空间，提高LED的光萃取效率。

非晶氧化物半导体薄膜晶体管

以高分辨率、高动态范围、高对比度、高亮度及采用柔性透明基板等为主要特点的新一代显示技术已成为当今主要显示器生产商及相关科研机构的研究热点。以非晶In-Ga-Zn-O（a-IGZO）为代表的非晶氧化物半导体薄膜晶体管（AOS-TFT）具有驱动能力强、均一性和透明性好、工艺温度低以及成本适中等优点，不仅是当前实现高性能显示器的核心技术，在未来基于柔性透明存储、逻辑器件的系统面板（System on Panel）的研发中也有重要应用，因而极具研究价值和市场潜力。

然而，目前AOS-TFT在电、热、光等环境作用下的可靠性问题制约了其在先进显示领域的快速推广，器件性能发生退化的物理机制仍然众说纷纭。我们小组目前已建立起较为完整的用于AOS-TFT研究的器件制备及测试系统，通过研制新型的氧化物沟道材料、开发新的晶体管工艺流程、以及发展新的电学分析手段，旨在提高AOS-TFT的综合性能和稳定性，理解相关的深层次器件物理问题，并计划近一步研制基于AOS-TFT的逻辑电路。

新型人工微结构材料及光电器件

光电探测器的小型化对集成电路具有重要的意义。然而，主动层材料的有效面积减小必然带来光响应效率的降低。基于亚波长金属光栅结构的表面等离激元光电探测器，可以突破这一瓶颈。

我们可基于紫外或红外探测器，通过在金属电极中引入新型人工微结构，在吸收层与金属电极界面激发长程表面等离激化激元波或局域表面等离激元振荡，从而调控入射光的光场分布，提高光的吸收效率；同时由于外加电场与光场分布的较好重叠，光电转换效率可得到进一步的提高。

太赫兹主动式特异材料在国防、成像、传感和通讯等多个领域具有广阔的发展前景。目前，太赫兹（Terahertz ,THz）频段（0.1-10THz）的特异材料，无论是在基础物理研究方面，还是在功能器件实现方面，都未得到充分的研究和开发。

我们小组基于有限元技术（FEM）和时域有限差分方法（FDTD）, 从理论上设计非线性和主动式THz特异材料，研究电磁波与之相互作用的物理过程和新奇的物理效应，包括电响应和磁响应。同时，将新颖电磁特性和半导体电子学相结合，采用先进微加工技术，以Ⅲ-V化合物半导体为基底，通过设计和优化特异材料的共振结构单元，实现高效、宽带、超快响应的THz特异材料器件原型(开关、调制器等)，对THz辐射进行实时有效的操控。

(Journal papers published in 2016)

Yang, S., Zhou, D., Lu, H., Chen, D., Ren, F., Zhang, R., & Zheng, Y.4H-SiC pin Ultraviolet Avalanche Photodiodes Obtained by Al Implantation.IEEE Photonics Technology Letters, 28(11), 1185-1188,(2016).Yang, S., Zhou, D., Lu, H., Chen, D., Ren, F., Zhang, R., & Zheng, Y.High-Performance 4H-SiC pin Ultraviolet Photodiode With p Layer Formed by Al Implantation.IEEE Photonics Technology Letters, 28(11), 1189-1192,(2016).Li, L.H., Zhou, D., Liu, F., Lu, H., Ren, F., Chen, D., Zhang, R., & Zheng, Y.High Fill-Factor 4H-SiC Avalanche Photodiodes With Partial Trench Isolation.IEEE Photonics Technology Letters, 28(22), 2526-2528,(2016).Xu, W.Z., Ren, F.F., Ye, J., Lu, H., Liang, L., Huang, X., Liu, M., Shadrivov, I.V., Powel, D.A., Yu, G., Jin, B, Zhang, R.Zheng, Y., Tan, H.H., & Jagadish, C.Electrically tunable terahertz metamaterials with embedded large-area transparent thin-film transistor arrays.Scientific Reports, 6:23486,(2016).Cai, X.L., Zhou, D., Yang, S., Lu, H., Chen, D., Ren, F., Zhang, R., & Zheng, Y.4H-SiC SACM Avalanche Photodiode With Low Breakdown Voltage and High UV Detection Efficiency.IEEE Photonics Journal, 8(5), 1-7,(2016).Qian, H.M., Wu, C., Lu, H., Xu, W., Zhou, D., Ren, F., Chen, D., Zhang, R., & Zheng, Y.Bias stress instability involving subgap state transitions in a-IGZO Schottky barrier diodes.Journal of Physics D: Applied Physics, 49(39), 395104,(2016).Chen, Y.F., Lu, H., Chen, D., Ren, F., Zhang, R., & Zheng, Y.High-voltage photoconductive semiconductor switches fabricated on semi-insulating HVPE GaN:Fe template.Physica Status Solidi(c), 13(5-6), 374-377,(2016).Wu, C.F., Chen, Y.F., Lu, H., Huang, X.M., Ren, F.F., Chen, D.J, Zhang, R., & Zheng, Y.D.Contact resistance asymmetry of amorphous indium-gallium-zinc-oxide thin-film transistors by scanning Kelvin probe microscopy.Chinese Physics B, 25(5), 057306,(2016).Tang, L.F., Lu, H., Ren, F.F., Zhou, D., Zhang, R., Zheng, Y.D., & Huang, X.M.Electrical Instability of Amorphous-Indium-Gallium-Zinc-Oxide Thin-Film Transistors under Ultraviolet Illumination.Chinese Physics Letters, 33(3), 038502,(2016).Zhang, G.G., Guo, X., Ren, F.F., Li, Y., Liu, B., Ye, J., Ge, H., Xie, Z., Zhang, R., Tan, H.H., & Jagadish, C.High-Brightness Polarized Green InGaN/GaN Light-Emitting Diode Structure with Al-Coated p-GaN Grating.ACS Photonics, 3(10), 1912-1918,(2016).Chang, J., Chen, D., Yang, L., Liu, Y., Dong, K., Lu, H., Zhang, R., & Zheng, Y.High-Quality Crystal Growth and Characteristics of AlGaN-Based Solar-Blind Distributed Bragg Reflectors with a Tri-layer Period Structure.Scientific Reports, 6:29571,(2016).Chang, J., Chen, D., Xue, J., Dong, K., Liu, B., Lu, H., Zhang, R., & Zheng, Y.AlGaN-Based Multiple Quantum Well Deep Ultraviolet Light-Emitting Diodes With Polarization Doping.IEEE Photonics Journal, 8(1), 1-7,(2016).Liu, Y., Chen, D., Yang, L., Lu, H., Zhang, R., & Zheng, Y.A method of applying compressive pre-stress to AlGaN barrier in AlGaN/GaN heterostructures by depositing an additional thermally mismatched dielectric.Physica Status Solidi(a), 213(9), 2474-2478,(2016).(Journal papers published in 2015)

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第三篇：院士领衔,一步步做强中国“芯”,这里是西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室

院士领衔，一步步做强中国“芯”，这里是西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室

在现代世界里，没有人能和“半导体”脱离了关系。我们每天滑的手机、看的电视、用的电脑、开的灯，都有半导体器件在里面工作。从一定程度上来说，正如互联网改变了世界，半导体也影响着世界的发展。从19世纪上半叶发现半导体，到第一代、第二代、第三代半导体相继问世，近2个世纪以来，寻找更高性能、更稳定、更优质的半导体，一直是该领域科学家们不懈的追求。在中国，提到半导体特别是宽禁带半导体材料和器件研究，有一个地方必然会凝聚大家的目光。这就是西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室。不久前，教育部信息领域重点实验室评估结果公布，继上一个评估期获评优秀之后，她又一次把“优秀”收入囊中。以中国科学院院士郝跃教授为学术带头人，这里汇聚了一批“千人计划”“长江学者”“杰青”等国内外杰出人才，连续两年斩获国家科技进步奖，一步一步做强中国“芯”。高瞻远瞩造就先发优势 优秀成为一种习惯国内对宽禁带半导体的研究，差不多始于上个世纪90年代中后期。那时候，半导体材料已经经历了由硅（Si）和锗（Ge）向砷化镓（GaAs）的过渡，这显然已经是一个进步了。但是，不止于此，寻找更低能耗、更优性能的半导体材料的脚步，在西电，在当时的微电子研究所，在郝跃教授坚定的科研方向中踏了出去。在这个“冷门”里，郝跃和团队孤独奋战了近十年。直到2005年前后，国内宽禁带半导体产业开始发展之时，大批研究机构和高校纷纷觉醒，才开始布局相关研究。然而，在这十年时间里，西电的宽禁带半导体研究，已经有了深厚的积累。讨论宽禁带半导体材料理论问题及计算分析的相关论文，常见诸于国内核心学术期刊上。国内最早探讨宽禁带半导体的专著《碳化硅宽带隙半导体技术》，也在2000年问世。正是在2000年前后，经过4、5年的科研积累，宽禁带半导体材料的特性、相关研究的脉络和框架已经有了比较清晰的梳理。但要想把研究做大做强，成立一个专门的机构为科研提供支持就显得十分必要。加之，搭建科研大平台也一直是学校建设和发展的要事，于是，申报宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室便自然而然地提上了日程。2003年，国家集成电路人才培养基地落成。同年，微电子学院成立。2004年，宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室也正式挂牌。又一个十年过去，在科研成果、人才队伍、成果转化等方面，“优秀”似乎已经成为了实验室的习惯。在最近一个的评估期内，实验室交出了一份满意的答卷：2项国家科技进步奖二等奖，4项陕西省科学技术一等奖，1项国家级教学成果奖二等奖，1项陕西省教学成果奖特等奖，430余篇SCI和EI论文和近300项授权发明专利……一条拥有若干项自主关键技术、最高洁净度达百级的宽禁带半导体超净工艺研发线建成，成为学校的一张“科研名片”。对于宽禁带半导体实验室，获评优秀，与其说是一种“意外之喜”，更像是一份来自自身和他人的信任。“优秀是相对而言的，是在某一套评价体系中的优秀。”实验室对此达成共识，“我们相信自身的实力。我们的目标，还在于更高更远处。”微观世界探寻宽广天地 科技让生活更美好简单来说，禁带宽度对于半导体材料来说是一个非常关键的物理数据。由于半导体既能导电，又能不导电，那么，利用好这一特性，让它既能稳定导电，又能绝缘，就显得至关重要。而要想保证导电性能的稳定，就要管好一群“自由自在”的电子，让它们不要过于“欢蹦乱跳”。宽禁带就是这样一种存在。它就像一道“鸿沟”，让被注入了来自热量或辐射的能量而突然“兴奋”起来的电子跨不过去，只能远远地看着对岸的电子稳定地工作着。现有的研究资料表明，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料的禁带宽度，就要比以硅（Si）和锗（Ge）为代表的第一代半导体材料的禁带宽度，多出2倍以上。因此，第三代半导体在耐高温、抗辐射、降能耗等方面比第一、二代半导体表现得出色许多。利用这种禁带宽的物质，把它变成材料，用于制作半导体器件，进而制成集成电路，而后把它推广出去应用到我们的生产和生活中，就是宽禁带半导体材料与器件实验室的使命所在。从微观世界回到现实生活，第三代半导体已然走入寻常百姓家。在照明领域，尽管红、绿色发光二极管在上世纪中叶已经问世，但照亮世界的白色光源，因为缺少三原色之一的蓝色而无法合成，直到上世纪80年代末才问世。这得托第三代半导体材料氮化镓（GaN）的福。没有它，就没有蓝光LED，白光LED也无从谈起。除此之外，在微波通讯、供电等领域，第三代半导体更是有着极大的作为空间。比如5G通讯。第一代半导体材料硅（Si），是现在市场上大部分手机集成电路的材料。随着手机越来越“万能”，特别是5G时代的到来，硅（Si）已然没有办法承担这么大功率运转、高带宽速度的重压了。不过这一点，氮化镓（GaN）很擅长。再比如轨道交通动力系统。高铁动车跑得快，全靠存在于每节车厢的电动机组合力带。一列高铁上百台电机工作同时工作，什么样的电子器件适合在高电压、大功率下还能高效率地控制电流、驱动电机呢？最理想的，非碳化硅（SiC）宽禁带半导体莫属。总之，第三代半导体器件就如同建筑行业的钢筋水泥一样，遍布电力电子产品充斥的社会的每一个角落。它小小的身躯，为环境友好型、资源节约型社会建设提供了巨大支持。科学研究瞄准重大需求 成果转化造福社会在2012年-2016年这一个评估期内，宽禁带半导体材料和器件实验室有2项研究成果为国家科技进步作出贡献。2015年，郝跃院士团队的“氮化镓基紫外与深紫外LED关键技术”获得国家科技进步奖。这项技术实现了我国在紫外与深紫外LED领域的重大突破，被评价为“达到了国际先进水平”。紫外线，我们都不陌生。紫外杀菌、紫外验钞等都是我们熟知的应用领域。不过，传统紫外光的产生，要靠真空灯管中电子束激发卤素来得到，体积大、效率低、能耗高，甚至对环境造成污染。完美解决上述问题的，是紫外与深紫外LED。制造这种器件的基础，是以氮化铝（AlN）和氮化镓（GaN）为代表的Ⅲ族氮化物半导体材料。然而，要想达到紫外与深紫外LED最理想的性能，这种半导体材料的生长绝非易事。紫外光具有更高的光子能量和更短的波长。想让波长变短，就得增加AlGaN中的Al组分。但是，随着Al组分的增加，三个重大技术难题又随之而来：材料缺陷急剧增加、p型掺杂十分困难、折射率升高导致全反射进而降低光提取效率。这正是郝跃院士和团队花费十余年心血攻克的三个重要难题。随着这三大核心问题的解决，在材料生长方法、掺杂方法、高效率器件结构等方面也有了创新性突破，获得中国和美国发明专利授权22项。现在，1千瓦的紫外LED光源和传统的3.6千瓦紫外荧光灯照明效果一样，能耗却降低72%，寿命自然也延长不少，更重要的是，很大程度上避免了重金属污染。通过产学研合作转化，在实现7.1亿元产值的同时，50余家芯片、封装及应用企业应用了该项目的技术和产品，紫外LED器件、紫外灯管、紫外光源模组等产品已经在电子产品制造、印刷、水净化、医疗、农业等领域有所应用，为主要用户创造9.7亿元经济效益。2016年，杨银堂教授团队的“多层次系统芯片低功耗设计技术”获得国家科技进步奖。这一成果同样被评价为“达到了国际先进水平”。死机，是追求速度和高效的现代生活中令人不愉快的一种体验。造成死机的原因诸多，负载过重是“罪魁祸首”。一些性能普通的手机，常常用着用着就烫“死”了。那么，有没有可能我们的手机能分屏同时操作多个大容量应用程序而不死机，并且还非常省电呢？答案存在于我们对美好生活的向往中。这样的手机不仅需要多颗“心脏”，还要能够高效工作，最大可能降低功耗。多层次系统芯片低功耗设计技术，即是针对国内无线通信、雷达信号处理、卫星通信的迫切需求，旨在降低一个芯片系统整体功耗的技术。在一个芯片系统中，哪里会产生能耗，怎样控制各部分产生的能耗，是这项技术要解决的根本问题。杨银堂教授和团队经过十余年的努力，提出系统芯片多层次协同的设计思想，在系统层、通信层、功率层、电路层等多个层次上实现了低功耗设计，让系统芯片既能“各司其职”，又能相互配合，完美演绎“协奏曲”。现在，这项技术广泛适用于系统集成芯片、数模混合集成以及功率管理和功率转换系统，数字信号处理器、多模多频移动基带等芯片的功耗水平显著降低。研究成果近3年来实现直接经济效益10亿元以上。进入下一个十年，实验室依旧在为更低能耗、更优性能的半导体材料奋斗。建立更大的科研平台、吸引更多的优秀人才、制造更优质的半导体器件，实验室一直在努力。或许有一天，西电宽禁带半导体材料和器件实验室，会叩响未来更新半导体材料时代的大门。（记者陈圆）（来源 西电新闻网）

第四篇：航科太阳能宽普LED杀虫灯研究与应用

航科太阳能航科太阳能LED杀虫灯

一、航科太阳能航科太阳能LED杀虫灯系统的部件组成航科太阳能航科太阳能LED杀虫灯系统由太阳能电池组件、LED灯头、控制箱内有控制器、蓄电池）、灯杆、捕杀器等部分构成。

二、航科太阳能航科太阳能LED杀虫灯系统工作原理

太阳能电池白天发电，经过充放电控制器把电能储存在蓄电池rf1；傍晚当照度逐渐 降低至10 b（以下，太阳能电池板的开路电压为4V时，充放电控制器延时以后动作；蓄电池通过控制器对LED灯和捕杀器的高压电网供电，或者只给LED灯供电，并在IED灯的下方采用其它诱器来杀灭害虫。一般蓄电池放电4-6h后，就可以停止放电，因为在露水降下以后，害虫的活动就减少了，系统不必像路灯那样一直工作到天亮。

1、害虫的趋光性

趋光性昆虫的视网膜上有一种色素，它能够吸收某一特殊波长的光，并引起光反应，刺激视觉神经而趋向光源。昆虫的可见光区要比人类的可见光区(390-700nm)更偏向于短波段光，大多数趋光性昆虫喜好波长3 30-4 00nm的紫外光波和紫光波，特别是鳞翅日和鞘翅目昆虫对这一波段更为敏感。根据昆虫的这一特点，人们早就专门设计出能够放射波长3 65nm光波的紫外灯，2、可再生能源能对大多数害虫作测报和诱杀。

研究表明，许多昆虫对光有趋向性，尤其是对波长365肌的光波趋性极强。黑光灯光谱365nm波长相当丰富，对害虫的引诱效果比口光灯好；蓝光灯的引诱效果比红光灯好。我公司对18种鳞翅日昆虫进行的研究发现，昆虫复眼对黄绿光最敏感，对紫外线耐受能力最差；蚜虫对黄色、橙色有强烈的趋性，对银灰色则有忌避性；人们常常用橙、黄、绿、蓝、紫和紫外光因为昆虫看不见红光，所以一般不采用红光）来诱捕大景有害昆虫、侦测虫害发生的时间与严重程度。

由发光二极管串并联组成的LED灯，其光效和发光强度是2项重要的指标。常见的LED发光二极管有白、红、绿、蓝、黄和透明等色种，其器件的材料不同，发光峰值波长也不同。

3、航科太阳能LED杀虫灯是利用害虫的趋光性、趋波性、雌雄飞蛾趋性等特点，采用具有特定光谱的特殊光源和灭杀装置，在夜间开启光源，利用光源对害虫飞蛾）较强的引诱力，将害虫（飞蛾）引诱飞来，在飞朴光源过程中，使之触到设在光源外围的高压电网，此时高压电网瞬间放电将其击杀死亡。在诱捕飞蛾过程中，又可利用同种飞蛾雌雄间相互发出和接受性激素气味信号吸引，吸引害虫（飞蛾）飞向杀虫灯，使害虫（飞蛾）在未经交尾产卵前

即被灭杀，达到有效地阻断害虫的生殖繁育链。利用害虫趋化性如蝼蛄对香甜物质，种蝇对糖醋和葱蒜叶，棉铃虫和烟夜蛾对糖蜜等明显的趋性）。在LED灯的下方，利用糖、醋、蜜等药盆进行诱杀。不同的害虫对不同光源的趋光性是不一样的，要利用黄、绿、蓝、紫、白等不同色种的航科太阳能航科太阳能LED杀虫灯对当前高发的害虫进行有针对性的杀灭。