北理工副教授取得納米晶白光LED研究重要進展
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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,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。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。
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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