北理工材料學院鐘海政副教授在納米晶白光LED研究方面取得重要進展
發布日期：2013-05-29
閱讀次數：供稿：材料學院 編輯：黨委宣傳部 趙琳
白光LED是新一代綠色固態照明技術。尋求高性能白光LED材料與技術具有十分重要的意義。半導體納米晶，是一類新型發光材料，具有溶液化學法制備、容易分散、發射光譜可調、發光效率高等特點，有希望改變目前LED產業對稀土材料的依賴，突破國外專利壁壘，提升現有白光LED的性能。CuInS2納米晶是一類不含稀土和重金屬元素的新型發光材料，具有尺寸小、波長可調、發光光譜寬、自吸收小、成本低等特點，在白光LED應用中具有明顯優勢。
材料學院鐘海政副教授多年從事CuInS2和CuInSe2納米晶的合成工作，在此類材料研究方面處于國際先進水平。在國家自然科學基金、科技部973等項目的支持下，他利用材料學院和校微納技術中心的研究平臺，系統研究其尺寸和組分依賴的光學性質，采用組合調控策略，獲得光譜在500-700 nm可調、絕對量子產率達75%的熒光納米晶材料。在此基礎上，搭建小試裝置，突破了熒光納米晶合成放大的瓶頸，實現了一次性百克量級納米晶的制備，同時與國內外多個研究小組合作，拓展了其在發光、顯示、探測等領域的應用。近期，鐘海政副教授重點開發了基于CuInS2系列納米晶熒光粉的白光LED，利用紅光和綠光納米晶熒光粉制備了貼片和大功率型的白光LED器件(參見圖1a)，器件顯色指數>90，最高流明效率接近70 lm/W，色溫在3000-11000K之間可調, 與國內外公司研發的其他LED技術相比，其顯色指數和流明效率都處于先進水平，參見圖1(b)。目前，他正在開展納米晶表面界面工程研究，尋找更加合適的封裝基質，如使用壽命突破1萬小時，可望滿足照明和顯示的應用要求，將具有廣闊的市場價值。
圖1. (a)北理工所制備的納米晶熒光粉材料及所制備的白光LED器件；(b)北理工所制備納米晶白光LED性能與文獻中現有白光照明技術參數的對比，紅旗所在點為北理工2013年報道數據，其他數據來自Nature Photonics, 2013, 7, 13-23綜述。
上述研究成果，已在包括Advanced Functional Materials, ACS Nano, Journal of Physical Chemistry Letters, Nanoscale, Optics Express等高水平期刊上發表SCI論文11篇，以上論文已被他人引用200多次，申請核心專利4項(授權1項)，相關結果在國內外會議上做學術報告10余次，其中邀請報告7次。研究成果得到了國內外同行的初步認可，2012年受Journal of Physical Chemistry Letters執行主編Prashant Kamat教授邀請撰寫Perspective論文一篇，論文發表的同時ACS網站配發了視頻采訪，參見http://pubs.acs.org/page/jpclcd/zou.html，論文發表后成為該期刊當月閱讀最多的20篇論文之一。在剛剛結束的第十三屆全國發光學學術會議上，鐘海政副教授所做的“非稀土納米晶熒光粉的精細調控及其LED應用”學術報告，獲得第6屆徐敘瑢發光學優秀青年學術論文二等獎。
上述研究成果，已在包括Advanced Functional Materials, ACS Nano, Journal of Physical Chemistry Letters, Nanoscale, Optics Express等高水平期刊上發表SCI論文11篇，以上論文已被他人引用200多次，申請核心專利4項(授權1項)，相關結果在國內外會議上做學術報告10余次，其中邀請報告7次。研究成果得到了國內外同行的初步認可，2012年受Journal of Physical Chemistry Letters執行主編Prashant Kamat教授邀請撰寫Perspective論文一篇，論文發表的同時ACS網站配發了視頻采訪，參見http://pubs.acs.org/page/jpclcd/zou.html，論文發表后成為該期刊當月閱讀最多的20篇論文之一。在剛剛結束的第十三屆全國發光學學術會議上，鐘海政副教授所做的“非稀土納米晶熒光粉的精細調控及其LED應用”學術報告，獲得第6屆徐敘瑢發光學優秀青年學術論文二等獎。
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