走進(jìn)南昌大學(xué)材料科學(xué)研究所，墻上寫著一行醒目的標(biāo)語(yǔ)：“多發(fā)光，少發(fā)熱”，仔細(xì)琢磨，覺(jué)得有點(diǎn)不對(duì)勁。人們通常用發(fā)光、發(fā)熱來(lái)形容做貢獻(xiàn)，“多發(fā)光”是好事，這“少發(fā)熱”作何解釋？所長(zhǎng)江風(fēng)益教授一語(yǔ)道破天機(jī)：“對(duì)于發(fā)光體來(lái)說(shuō)，少發(fā)熱才省電?！?

南昌大學(xué)材料科學(xué)研究所成立于1994年3月。2001年4月經(jīng)教育部批準(zhǔn)，依托該所建立了教育部發(fā)光材料與器件工程研究中心，研究工作涵蓋發(fā)光材料制備、發(fā)光器件制作、發(fā)光材料生長(zhǎng)設(shè)備的研制、發(fā)光器件應(yīng)用等方面。最近，該中心在Si襯底上獲得了高質(zhì)量的GaN基多量子阱LED外延材料，并研制成功硅襯底GaN藍(lán)色發(fā)光二極管。用該外延材料的芯片合格率達(dá)87％，輸出光強(qiáng)高達(dá)18—30mcd，獲得了可以實(shí)用、性能優(yōu)良的Si襯底GaN藍(lán)色LED器件，主要性能指標(biāo)好于國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道水平。教育部組織專家對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了驗(yàn)收，目前已經(jīng)通過(guò)。 藍(lán)色發(fā)光二極管用途十分廣泛，主要包括手機(jī)背光源、手機(jī)來(lái)電閃發(fā)光電池、儀器及汽車音響顯示面板背光等。目前國(guó)外商品化GaN材料是在Si襯底或藍(lán)寶石上生長(zhǎng)的。由于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(zhì)量的GaN材料，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的常規(guī)藍(lán)寶石生長(zhǎng)GaN材料工藝路線有可能在發(fā)展過(guò)程中設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，在此情況下，硅襯底成為研究人員矚目的焦點(diǎn)。 江教授說(shuō)：“在硅上做發(fā)光器件是整個(gè)領(lǐng)域都?jí)裘乱郧蟮氖隆！痹S多國(guó)家都投入了這項(xiàng)工作，也取得了一定進(jìn)展，但由于硅材料存在熱膨脹系數(shù)不同等難題，該技術(shù)一直沒(méi)能取得突破?！拔覀儺?dāng)初也只是抱著試一試的態(tài)度，沒(méi)想到很快就入了門，現(xiàn)在只有我們達(dá)到實(shí)用水平，但目前還只是小批量生產(chǎn)，沒(méi)有推向市場(chǎng)。”

據(jù)專家評(píng)價(jià)，南昌大學(xué)的硅襯底藍(lán)色發(fā)光二極管材料及器件工藝路線為我國(guó)發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)光材料開(kāi)辟了嶄新的空間。 在實(shí)驗(yàn)室里，江教授展示了硅襯底GaN藍(lán)色發(fā)光二極管。隨著電源接通，小小的二極管放射出璀璨的光芒，雖然是白天，但依舊光彩奪目。江教授說(shuō)：“如果是用藍(lán)寶石，達(dá)到這個(gè)亮度很正常，但是用硅就已經(jīng)很不容易了。我們的目標(biāo)是用一半的能耗達(dá)到和藍(lán)寶石一樣的亮度，現(xiàn)在亮度還沒(méi)有達(dá)到，下一步工作是繼續(xù)提高亮度，降低成本。”