3被浏览227分享邀请回答1添加评论分享收藏感谢收起[转载]“十五”863计划新材料技术领域重点成果汇编
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|个人分类:|系统分类:|关键词:“十五” 863计划 新材料 技术 成果汇编|文章来源:转载
为减少页面载入时间，我把文档换为TXT的了，请使用 CTRL+F 查找你所需要的信息。如需留存，请下载附件。“十五”863计划新材料技术领域重 点 成 果 汇 编863计划新材料技术领域办公室2006年7月目& 录一、光电子材料与器件技术主题序号&& &课题成果&& &页码1&& &30 Gb/s高速率并行光发射模块研制&& &12&& &硅基高速光波导开关及其集成技术&& &23&& &40Gb/s超高速光纤传输系统可调谐色散补偿器&& &34&& &SiGe/Si单片集成高速OEIC光接收芯片的研究&& &45&& &GaN半导体光电材料的规模化关键生产技术的检测设备&& &56&& &硅基镓氮固态光源关键技术研究&& &67&& &2.5Gb/s混合集成光发射机与接收机芯片及模块关键技术&& &78&& &用于GaN的生产型MOCVD设备和虚拟仿真系统&& &89&& &ZnO短波长激光器若干关键技术研究&& &910&& &氮化镓基激光器&& &1011&& &自主创新WDM集成解复用光探测器和关键工艺研究&& &1112&& &高性能InP基、GaAs基谐振腔增强型长波长光探测器&& &1213&& &新型深紫外非线性光学晶体材料和紫外、深紫外全固态激光器&& &1314&& &15-30 Gb/s高速并行光接收模块&& &1415&& &高性能半导体光放大器(SOA)规模化生产技术&& &1516&& &红外量子级联激光器材料和器件研究&& &1617&& &化学计量比铌酸锂晶体生长技术和批量生长技术&& &1718&& &近场高密度光存储材料及器件&& &1819&& &氮化镓基发光二极管外延片和器件制备的产业化关键技术&& &1920&& &808nm连续100W光纤输出大功率激光二极管列阵模块&& &2021&& &12Gb/s硅CMOS单片集成并行传输光接收机芯片研制&& &2122&& &新一代GaInNAs/GaAs长波长材料与面发射激光器&& &2223&& &新型MO源研制及其工艺研究&& &2324&& &ZnO激光二极管研制和紫外激射的研究&& &2425&& &新型非线性光学高分子材料及器件应用研究&& &2526&& &新型深紫外倍频晶体CLBO及实用化技术研究&& &2627&& &高质量大尺寸自支撑GaN衬底技术&& &2728&& &InP基中远红外量子级联激光器的关键技术研究与开发&& &2829&& &大尺寸半导体SiC单晶衬底材料&& &2930&& &有机半导体薄膜晶体管材料与器件技术&& &3031&& &基于氮化镓基发光二极管的白光光源研究&& &3132&& &氮化镓基激光器&& &3233&& &新型结构全光波长转换器的关键技术及产品化研究&& &3334&& &GaN紫外探测器&& &3435&& &宽带波长可调谐半导体激光器的研究与开发&& &3536&& &Yb系列激光晶体技术：掺镱YAG晶体及其应用技术研究&& &3637&& &单色及双色大面阵量子阱红外探测器&& &3738&& &10-40Gb/s光收发关键器件芯片技术研究&& &3839&& &10Gb/s DFB+EA 集成光源芯片及模块目标产品&& &3940&& &光通信用10Gb/s激光器模块及关键技术&& &4041&& &化学计量比LiNbO3、LiTaO3光学超晶格和全固态激光器&& &4142&& &光纤光栅传感技术及产业化研究&& &4243&& &nm大功率超辐射发光二极管目标产品与规模化生产技术&& &4344&& &超宽带(S+C+L)光纤放大器&& &4445&& &新型通信光纤（S+C+L）&& &4546&& &25GHz光梳状分波器研制&& &4647&& &无源光网络（EPON）的突发式光收发模块&& &4748&& &平面光波导器件的自动化耦合封装关键技术&& &4849&& &半导体照明产业化在线测试关键技术与设备研究&& &4950&& &10千兆以太网用小型化、热插拔光收发器件及模块&& &5051&& &石油物探和振动监测光纤传感器研制与产业化&& &5152&& &色散补偿光纤及模块的研究&& &5253&& &光纤光栅传感器网络关键技术研究和工程化应用&& &5354&& &光纤预制棒产业化新技术&& &5455&& &MO源产业化现代测试技术及合成、纯化的高效生产技术&& &5556&& &40通道阵列波导光栅（AWG）复用/解复用器芯片及模块目标产品&& &5657&& &14XXnm泵浦激光器与喇曼光纤放大器关键技术&& &5758&& &10Gb/s光电收发模块&& &58二、高性能结构材料技术主题序号&& &课题成果&& &页码1&& &耐热镁合金及其在汽车上应用研究&& &592&& &500MPa碳素钢先进工业化制造技术开发&& &603&& &抗热冲击、耐侵蚀特种陶瓷蒸发舟的研制与开发&& &614&& &特种工程塑料制备及应用新技术&& &625&& &新一代高性能复合高分子材料—轻质高性能聚酰胺66改性树脂&& &636&& &车用树脂基复合材料大型结构件制造关键技术&& &647&& &高性能树脂基碳纤维拉挤复合材料的制备及工业应用成套技术&& &658&& &高性能低成本复合材料在现代土木工程中应用的关键技术与材料研究开发&& &669&& &高可靠性陶瓷部件批量化成型关键技术及装备的研究&& &6710&& &钢铁材料连铸-热轧过程组织性能预报及监测系统&& &6811&& &高耐蚀耐磨非晶纳米晶复合涂层材料及制备技术&& &6912&& &钢结构超薄膨胀型防腐防火双功能涂料&& &7013&& &大尺寸先进陶瓷部件制备及应用技术&& &7114&& &高性能阻尼材料的基础研究及应用开发&& &7215&& &稀土顺丁橡胶的产业化关键技术&& &7316&& &聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术&& &7417&& &先进层状复合材料及其制备技术&& &7518&& &西部高海拔、高寒地区抗盐渍侵蚀建筑材料与技术研究&& &7619&& &低环境负荷型水泥及胶凝材料关键制备技术&& &7720&& &水泥窑用环境友好碱性耐火材料&& &7821&& &新型高氮Cr-Mn-N双相不锈钢无缝管短流程制备技术&& &7922&& &低成本高性能超细组织微合金结构钢系列&& &8023&& &高性能低成本冷镦钢的研究&& &8124&& &高效超临界火电机组关键用材研制&& &8225&& &高强度高抗震高耐火耐候超大规格方矩形管及连接件研究&& &8326&& &先进冷加工金属板材性能及表面质量在线监测与监控技术&& &8427&& &电热爆炸超高速喷涂法制备超细晶、纳米晶涂层&& &8528&& &高性能低成本聚氯乙烯化学建材专用料制备和晶须复合材料&& &8629&& &生产高强度纤维素纤维的无污染、低成本新技术和工艺&& &8730&& &特种弹性体复合材料及油田深采用封隔器胶筒的制备技术&& &8831&& &红外热波无损检测技术在复合材料研究中的应用&& &8932&& &电子材料精铝制备新工艺及成套设备研制&& &9033&& &轨道交通减振用高性能复合弹性结构材料的应用&& &9134&& &高速铁路用车轮材料及关键技术研究&& &9235&& &现代轨道交通用长寿命高性能弹簧钢的研究开发&& &9336&& &氧化锆增韧高档骨质瓷的研究与开发&& &9437&& &热塑性弹性体SEBS成套技术开发&& &9538&& &特种聚酯薄膜工程化研究&& &9639&& &高性能粉末冶金材料温压精密成形技术&& &9740&& &7xxx系高强高韧铝合金预拉伸厚板关键制造技术&& &9841&& &高性能阻尼材料的基础研究及应用开发&& &9942&& &聚酯/无机纳米粒子高性能复合材料&& &43&& &高品质氮化硅超细粉末的低成本规模化制备技术&& &44&& &高品质氮化硅和碳氮化钛超细粉体的低成本制备技术&& &45&& &二硅化钼基复合材料的开发及其在发热体中的应用&& &46&& &反应挤出法制备高性能动态全交联热塑性硫化胶的生产与应用技术&& &47&& &洁净煤先进电厂高温气体净化用陶瓷过滤器&& &48&& &特种工程塑料制备及应用新技术-聚芳硫醚自润滑复合材料&& &49&& &特种工程塑料制备及应用新技术-功能性聚酰亚胺薄膜专用树脂&& &50&& &自增韧氮化硅及其陶瓷轧辊制备技术&& &51&& &氮化物基复合陶瓷特种热电偶保护管低成本制备技术&& &三、特种功能材料技术主题序号&& &课题成果&& &页码1&& &蓄水渗膜材料&& &1002&& &低成本双复合锰酸锂研究和中试&& &1013&& &高性能稀土永磁材料．制备和表面处理关键技术&& &1024&& &新型结构可控性烯烃聚合催化剂的研制&& &1035&& &新一代高性能低成本多层陶瓷片式电容器（MLCC）材料与工艺&& &1046&& &新型微波介质陶瓷材料与元件的研制&& &1057&& &新型介入性治疗支架材料的研制&& &1068&& &面向应用过程的陶瓷膜材料设计与制备技术研究&& &1079&& &层柱无机功能材料的超分子插层组装研究及工程技术开发&& &10810&& &新型结构介孔及其复合材料的制备与催化应用&& &10911&& &用于清洁生产的烃类选择氧化催化新材料&& &11012&& &多元复合稀土-钨电极材料产业化关键技术研究&& &11113&& &器件微型化功能材料各向异性导电胶膜ACF&& &11214&& &新一代无线通信用SAW器件及材料研究&& &11315&& &高性能PLZST弛豫反铁电单晶的研制&& &11416&& &新型压电单晶PMNT的制备及其在医用超声成像上的应用&& &11517&& &新型骨修复和重建生物材料研究&& &11618&& &与硬组织生物力学相容的新型钛合金及其生物涂层技术开发&& &11719&& &药物涂层支架在冠心病应用的研制和开发&& &11820&& &高性能复合无机抗菌材料&& &11921&& &高性能反渗透复合膜关键功能材料研究&& &12022&& &"煤基生态环境修复剂"的研究与开发及其应用&& &12123&& &基于回收PET塑料的"高聚物塑性体"的工业制备及应用&& &12224&& &高温酸化压裂添加剂的开发与应用&& &12325&& &巨磁电阻材料及其在高灵敏度磁传感器中的应用技术开发&& &12426&& &新型相敏、胁敏高有序磁性合金材料的研究与设计&& &12527&& &抗热震及耐腐蚀整体陶瓷精密测温材料&& &12628&& &磷酸铁锂等新型正极材料产业化研究&& &12729&& &高性能稀土永磁材料、制备工艺及产业化关键技术&& &12830&& &新一代高性能片式元件与关键技术&& &12931&& &大面积功能薄膜的浮法在线制备技术及新型功能镀膜玻璃开发&& &13032&& &片式压电变压器、传感器及相关材料产业化关键技术&& &13133&& &高抑烟无机阻燃剂等超分子插层结构功能材料的工程技术开发&& &13234&& &二氧化碳共聚物的工业化合成和在医用材料上的应用&& &13335&& &低成本电池极板材料产业化关键技术研究&& &13436&& &新型长寿命稀土发光材料及制备技术&& &13537&& &高性能片式压电陶瓷变压器的研究与开发&& &13638&& &天然染料制备及其在生态纺织品开发与羊毛清洁生产中的应用技术&& &13739&& &数码彩色相纸开发及产业化&& &13840&& &导电聚苯胺的应用研究&& &13941&& &用于高分子材料的新型高效多功能稀土助剂开发&& &14042&& &高弹力复合皮革材料的研究开发&& &14143&& &渗透汽化膜材料及其应用&& &14244&& &二氧化碳共聚物在医用材料上的规模化应用研究&& &143四、纳米材料技术专项序号&& &课题成果&& &页码1&& &高性能聚芳双硫醚/石墨纳米复合材料的制备及应用&& &1442&& &ZnO单晶膜上GaN基纳米光电子材料生长及LED器件研发&& &1453&& &纳米金刚石复合涂层的应用与产业化&& &1464&& &尺寸、形貌和结构可控的球形二氧化硅、及其纳米复合二氧化钛、银球颗粒的研究与开发&& &1475&& &高性能纳米敏感材料及微型生物传感器的集成化&& &1486&& &超高密度信息存储材料与技术&& &1497&& &纳米化聚丙烯酸系高性能水性木器涂料&& &1508&& &高容量、大功率锂离子电池用纳米负极材料的研制与开发&& &1519&& &纳米薄膜在微系统中的润滑与防护研究&& &15210&& &固态纳晶染料敏化太阳能电池&& &15311&& &扫描探针显微集成系统的研制&& &15412&& &高折射率光学材料表面的纳米复合高强减反射膜研究&& &15513&& &基于纳米晶生物探针的免疫层析检测技术乙肝、艾滋病病毒检测用纳米晶免疫试纸&& &15614&& &水分散环境友好型纳米结构漆&& &15715&& &高效高稳定性纳米光催化材料及其应用&& &15816&& &膨润土纳米复合吸附材料及其在废水处理中的应用&& &15917&& &高聚物基纳米特种功能纤维及制品&& &16018&& &安全监测用纳米力敏、磁敏材料及其应用研究&& &16119&& &超细晶硬质合金工具的远离平衡态沉积纳米耐磨涂层&& &20&& &超宽纳米和金薄膜材料及连续化制造技术&& &21&& &材料的表面纳米化工程&& &22&& &纳米强韧化陶瓷复合材料、超塑性材料制备及其应用&& &五、高清晰度平板显示技术专项序号&& &课题成果&& &页码1&& &34英寸全彩色荫罩式等离子体显示器&& &1622&& &25英寸全彩色高分辨率荫罩式PDP的研制&& &1633&& &超大尺寸无拼缝感拼装式超薄型等离子体显示器（PDP）&& &1644&& &25英寸彩色FED场致发射显示器&& &1655&& &有机发光显示器技术的研制&& &1666&& &全彩色高分子发光显示屏技术研究&& &1677&& &高精密蒸镀用MASK板的研制&& &1688&& &OLED用ITO/Cr玻璃&& &1699&& &多晶硅TFT有机发光有源驱动技术的研究&& &17010&& &OLED-量产型封装系统及其技术研究&& &171六、超大规模集成电路配套材料专项序号&& &课题成果&& &页码1&& &大直径SOI材料国产化装备及相关工艺研究&& &1722&& &12英寸硅片包装容器的研制&& &1733&& &直径Ф6英寸半绝缘砷化镓单晶晶片制备技术研究&& &1744&& &适用于BGA和CSP的关键封装材料—无铅焊球&& &1755&& &大直径SiGe/Si外延材料研究及产业化开发&& &1766&& &ULSI电路封装用聚酰亚胺制备技术研究&& &1777&& &微电子封装用聚酰亚胺专用树脂的批量化生产技术&& &1788&& &ULSI用超净高纯试剂的研究&& &1809&& &直径6英寸半绝缘砷化镓单晶生长技术研究&& &18110&& &ULSI电路封装用环氧封装料制备技术研究&& &18211&& &ULSI超纯试剂制备工艺研究&& &18312&& &12英寸硅材料晶圆包装盒&& &18413&& &大直径SOI材料研究及其产业化开发&& &18614&& &先进封装COF配套材料与产业化技术开发&& &18715&& &引线框架用铜带的研制和开发&& &188七、超导材料与技术专项序号&& &课题成果&& &页码1&& &铋系高温超导线材的实用化及其大规模生产技术的开发&& &1892&& &三相交流高温超导电缆的研制及并网运行试验&& &1903&& &高温超导限流器的研制及并网运行试验&& &1914&& &高温超导量子干涉仪及其应用技术&& &1925&& &移动通信用超导滤波器系统的研制和应用示范&& &1936&& &3英寸YBCO高温超导双面薄膜制备研究&& &1947&& &二硼化镁超导线材及磁体制备技术&& &1958&& &铌钛超导线材短流程制备技术&& &1969&& &X波段高温超导高性能接收机前端系统研究&& &19710&& &高温超导磁储能系统&& &198&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件主题课题名称&& &30 Gb/s高速率并行光发射模块研制课题负责人&& &陈弘达&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &陈弘达&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &hdchen@red.重大成果简介：30 Gb/s的高速率并行光发射模块主要应用于短距离（300米内）的高速数据传输，并以其高速率、低成本的特点成为最具性价比方案。模块的光源采用波长为850nm的1×12垂直腔面发射激光器阵列，单信道传输速率在2.5Gb/s以上，总数据传输速率可达30 Gb/s。在本成果的研究过程中，主要解决了如下的技术难点：VCSEL集成列阵与深亚微米CMOS高速专用集成电路的兼容性和多芯片组装集成技术；VCSEL列阵与微光学组件光耦合技术；深亚微米CMOS高速激光器列阵专用集成电路设计与制备；30 Gb/s高速率12信道并行光发射模块高频封装结构设计与测试。本成果在器件集成方面有很强的综合性，要求各单元部件的高度兼容性，在功能组合、集成技术等方面具有很强的创新性，并具有目标产品开发和关键技术突破。现已在此基础上申请国家发明专利4项，正积极筹备技术转让及小批量生产。项目承担单位：中国科学院半导体研究所东南大学射频与光电集成电路研究所西安同维科技发展有限责任公司西安光电子技术产业发展中心主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &硅基高速光波导开关及其集成技术课题负责人&& &陈少武&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &陈少武&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &swchen@red.重大成果简介：光开关是全光联网的关键器件。SOI光开关具有开关响应速度快、可靠性高、制备工艺和CMOS标准工艺完全兼容等优势，因此具有极大的发展潜力和应用价值。在Matlab平台上开发了一套具有自主知识产权的光波导器件CAD设计工具BPM_SEMI，在计算效率、Pade高阶近似、稳定性、差分格式、边界条件等方面性能比现有光波导设计商业CAD软件先进。设计制备了光波导三维模斑变换器并首次集成到大规模SOI波导光开关阵列中，大大提高了光波导同光纤的耦合效率。制作了微型反射镜并集成到光开关阵列中代替传统的S型弯曲波导，有效地降低了信道串音，使芯片尺寸减小35倍。采用强限制多模干涉（MMI） 耦合器，降低了光开关的损耗和串音。在光开关波导之间引入了深刻蚀的隔离槽，降低开关功耗，提高了开关转换速度，降低了相临波导间耦合引起的信道串音。在国际上首次研制成功了光开关集成规模为4×4、8×8和16×16 的SOI光波导开关阵列。光开关阵列的光纤-光纤插入损耗为1014dB，消光比为2532dB，信道串音为-18-32dB，单元功耗为180mW，开关响应时间小于5μs。与国际上同类型光开关相比，我们研制的光开关处于领先水平发表65篇论文，其中SCI收录27篇，EI收录29篇，ISTP收录8篇，申请国家发明专利6项。培养博士10名。SOI光开关阵列的研制成功对我国半导体光电子集成技术特别是硅基光子集成技术的发展，起到了良好的示范作用和积极的推动作用。主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &40Gb/s超高速光纤传输系统可调谐色散补偿器课题负责人&& &陈向飞&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &陈向飞&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &chenxf@重大成果简介：本课题研究突破40Gbs速率高速光纤通信系统色散关键技术，开发40Gbs可调谐色散目标产品。本课题采用的技术是基于本课题组在2000年率先提出的等效啁啾概念，使用的技术是我们2004年自主发明的重构－等效啁啾技术（REC技术）【戴一堂，陈向飞等，“一种实现具有任意目标响应的光纤光栅”，中国发明专利， 申请号.5】。REC技术是自光纤光栅1979年发明以来在高级光纤光栅器件上性价比极高的设计/制作技术，也是最强大的技术之一。利用REC技术我们成功地研制出40Gbs可调谐色散光纤光栅，结合开发的光栅镀膜技术，我们研制出国内第一个拥有自主知识产权的40Gbs电控可调谐色散补偿器，并在清华大学和北京大学/中兴的40Gbs实验系统上进行了光纤传输测试，获得的功率代价分别为0.7dB和0.2dB，完全符合要求。除了按期实现本项目的既定目标，凭借本项目继续发展的REC技术和REC修正技术，我们基于普通实验平台突破了国外精密技术的壁垒，研制出511码片光CDMA编解码器，平了由日本OKI公司/日本通信研究所/大阪大学创造的光CDMA编解码片数最高世界记录！到目前为止，即使国际上最好的光电子技术研究中心之一－英国南安普顿大学光电子中心的最高水平也才255码片！这说明我们真的做到了使用国产“发动机”研制出强劲的“法拉利跑车”。 凭借REC技术不仅能够制作出高性能光CDMA码片，同时成本比国外低的多，有机会大大推动光CDMA系统的商用化进程以及为国防关键光纤网络提供物理层的核心保密技术 。 &&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料和器件课题名称&& &SiGe/Si单片集成高速OEIC光接收芯片的研究课题负责人&& &成步文&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &成步文&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &cbw@red.重大成果简介：研究了SiGe/Si高速OEIC光接收芯片中的关键器件SiGe/Si HBT和光电探测器，并研制出光接收机模块。主要的研究成果包括：（1）在SiGe/Si HBT材料生长研究中，采用变温与限制生长相结合的方法，实现了异质结界面与PN结界面的精确控制；研究了B对SiGe/Si材料的应变补偿作用，得到了B的收缩因子为B=6.23&#cm3/atom，相对于Ge的应变补偿率为7.3；提出了一项实现Si材料原位N型高掺杂的专利技术，将最高载流子浓度提高4倍;（2）在SiGe/Si HBT的研制中，提出了横向过腐蚀自对准外基区离子注入新工艺；研制出了高速SiGe/Si HBT，截止频率20GHz，室温电流增益352.6;（3）提出了测量SiGe材料应变状态的带隙法，与用其他方法测得的结果相吻合。该方法更有测试方便、精度高等优点；（4）研制出一种新颖的薄膜型高速Si共振腔光电探测器，响应速度为1.87GHz，在-4V偏压下，850nm处响应度为0.41A/W，半高宽7.4nm，暗电流3.19nA，暗电流密度0.126pA/m2。（5）研制出光接收机模块，工作波长850nm，在5V时，实现了150Mb/s的光接收。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &GaN半导体光电材料的规模化关键生产技术的检测设备课题负责人&& &董占民&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &董占民&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &dongzm@mail.重大成果简介：GaN半导体光电材料的规模化关键生产技术的检测设备是LED外延片生产的必备设备，作为生产、销售的主要依据，因为其无损检测的速度快，成本低，结果直观，可以在外延片出炉后马上检测，成为下一炉工艺参数调整的依据。检测的结果也是销售数据。该成果的光致发光采用400nm半导体激光器，比国外采用的气体激光器，具有成本低、易操作、光强稳定、寿命长、能耗低等特点；光致发光可以给出积分光强、峰值波长、光谱半宽、主波长等参数，电致发光的检测方法是国际首创，其检测结果在提供光参数同时也提供电参数，并且可以测量单只LED，直接与外延片进行比较。利用白光反射谱测量外延片膜厚，也获得了满意效果。所有参数以mapping形式显示，同时显示各个参数的统计结果，并且根据生产单位要求，增加了去孤立点、去边、局部扫描、单点测量等独有功能。该成果研发的设备已经成功应用于国营南昌746厂、方大福科信息材料有限公司、南昌大学材料所、深圳奥伦德公司、江西联创光电、杭州士兰明芯等六条生产线。该设备是国内唯一，价格是进口设备的五分之一左右。为企业降低了生产成本。&&&&&&&& &&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子主题课题名称&& &硅基镓氮固态光源关键技术研究课题负责人&& &方文卿&& &依托单位&& &南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心联系人&& &方文卿&& &联系电话&& &传真&& &&& &电子邮件&& &fwq@重大成果简介由南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心承担的863计划课题“硅基镓氮固态光源关键技术研究”于日在武汉通过了验收。该课题在第一代半导体材料硅衬底上研制成功第三代半导体材料氮化镓基蓝色发光二极管，处于国际领先地位，并在全球率先实现了小批量生产。发光二极管(LED)是电子信息技术领域主要基础元器件之一。由于其体积小、功耗低、寿命长、全彩色、响应速度快、可靠性高等特点，用途广泛、市场巨大。它的应用范围从各种工业设备、仪器仪表、通讯、交通、金融、家用电器、室内外装饰等作信息的指示、显示和传递，发展到景观照明、特种照明，并正在向通用照明方向迈进,这是人类文明进步的标志之一。 目前市场上出售的氮化镓发光二极管都是以蓝宝石或碳化硅作为衬底，其基本专利分别为日美发达国家所垄断。以第一代半导体材料硅作为衬底生长氮化镓发光材料是业界的梦想，但因为存在诸多难以克服的困难，全球许多研发机构无功而返。南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心通过近二年的不懈努力，在科技部、教育部、信息产业部和江西省政府的大力支持下，成功地解决了国际上存在的硅衬底氮化镓发光材料龟裂、发光二极管亮度低、工作电压高、可靠性差等问题，研制的硅衬底氮化镓发光二极管材料的质量和器件性能均处于国际同类材料与器件中的领先水平，生产的硅衬底蓝光LED 6-9毫瓦，达到了市场上蓝宝石或碳化硅衬底GaN蓝光LED中等水平，其中电学性能和可靠性可以和世界顶尖级蓝宝石或碳化硅衬底GaN发光器件媲美。目前产能达到了40万只/天，在制造成本、可靠性等方面具有明显优势。此产品的研制成功，改变了日美等发达国家垄断LED核心技术的局面，走出了一条有我国特色的LED发展之路。 &主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料和器件课题名称&& &2.5Gb/s混合集成光发射机与接收机芯片及模块关键技术课题负责人&& &冯军&& &依托单位&& &东南大学联系人&& &025-4&& &联系电话&& &010－传真&& &025-3792882&& &电子邮件&& &fengjun_seu@重大成果简介：本项目研究内容涉及到光电子器件的研制，高速集成电路芯片的研制以及光发射机、光接收机混合集成所涉及的光路、电路、芯片间耦合，结构封装等多方面，多领域技术的研究。项目的完成，意味着在这些领域，我们的研究水平又上了一个新台阶。最终完成的发射机样机指标达到甚至超过任务书要求，输出光眼图可以和MAXIM产品说明书所给眼图媲美。接收机样机虽在个别指标略有欠缺，但毕竟跨出了第一步，实现了两个不完全定型且具有完全自主知识产权芯片光电一体的混合集成。发射机和接收机的高度集成，结构小巧以及采用硅CMOS工艺进行集成电路芯片设计的高性价比是其主要优势。本项目研究的是2.5Gb/s速率系统，但设计的激光器带宽已达到10GHz，可以运用至更高速率级别10Gb/s速率的系统中；采用0.18μm CMOS工艺设计完成了10Gb/s套片的大部分单功能芯片（只少前置），为10Gb/s系统芯片的高性价比研制奠定了基础。完成了高速PIN探测器芯片的制造，已能小批量生产用于2.5Gb/s速率的接收机中；采用特征频率fT只有13GHz的0.35μm CMOS工艺完成了2.5Gb/s速率套片的设计，包括各单功能芯片，组合功能芯片以及接收、发射的单片集成，适用于系统中各种不同情况的应用。其中有些单功能芯片已得到封装测试结果，进入产业化阶段。另外，五块集成电路版图申请版图布图保护，并获批准；一块芯片申请电路设计发明专利，已经受理。培养研究生毕业16人在读9人；发表论文21篇；六块单功能芯片经评估，价值230万已转让。&&&&&&&&& &主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &用于GaN的生产型MOCVD设备和虚拟仿真系统课题负责人&& &符松、刘亚红&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &符松&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &fs-dem@重大成果简介： GaN是第三代半导体材料，用其制备的激光器和发光二极管可广泛用于高密度信息存储、全彩显示和半导体照明。MOCVD设备则是GaN基光电子器件最关键的制造设备，但其技术及市场被欧美日少数发达国家垄断和封锁，成为制约我国半导体光源产业发展的主要瓶颈。本项目形成了国内首套完全自行源代码级开发的，基于计算流体力学的MOCVD反应室中流动/传热/反应的虚拟仿真系统，为MOCVD设备的研制及工艺设计提供了良好的工具。本项目开发出具有自主知识产权的生产型MOCVD设备设计、制造技术，成功研制出我国的首台生产型MOCVD设备，实现了中等亮度GaN基LED外延材料的试生产，其功能、性能和大多数技术指标均达到了国际同类设备的先进水平，部分指标优于国外设备，特别是在几项关键技术上，打破了国外公司的层层专利封锁，形成了自己的专利技术，形成了具有自主知识产权的技术体系。本项目的成功使得我国成为继欧、美、日之后的又一个具备自主研发生产型MOCVD设备能力的国家，填补了国内这一领域的空白，极大的增强了我国光电子专用设备参与国际竞争的能力。项目的成功标志着我国在蓝光LED外延设备的制造技术上已取得实质性突破，使得打破国际垄断，清除半导体照明工程中重大设备瓶颈初显曙光。为我国LED产业发展和国家半导体照明工程的实施提奠定了良好的基础。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料和器件课题名称&& &ZnO短波长激光器若干关键技术研究课题负责人&& &顾书林&& &依托单位&& &南京大学联系人&& &顾书林&& &联系电话&& &025－3593554传真&& &025－3593554&& &电子邮件&& &重大成果简介：本项成果发展了研制ZnO晶体、薄膜及发光器件的技术与方法, 形成了一整套具有自主知识产权的技术，包括自行研制的ZnO单晶衬底、自行研制的ZnO金属有机化学气相淀积（MOCVD）系统、ZnO材料的MOCVD同质外延技术、ZnO p型掺杂原位控制技术与激活技术等。提出了提高水热法生长ZnO晶体生长效率和质量的方法与技术，通过将两块晶片按照-C面相对拼装在一起或直接在晶片的-C面涂覆上一层金属涂层，大大提高了晶体的生长速度，生长出晶体杂质量优良的1.2英寸的ZnO单晶。研制出MOCVD生长技术与方法及相关设备，成功地解决了MOCVD ZnO材料生长中存在的预反应与材料均匀性之间的矛盾。发展了低温缓冲层技术，掌握了在蓝宝石和硅衬底上ZnO的异质外延技术，实现了较高质量的ZnO异质外延。实现材料了的n型原位掺杂控制，并较好的实现了对P型掺杂的控制。研究了ZnO基短波长光电子器件的关键工艺，重点是刻蚀、腐蚀控制与欧姆接触等工艺。在ZnO单晶衬底上成功的制备出室温下发光的ZnO同质pn结。该项成果申请国家发明专利5项，发表论文22篇，其中包括Appl. Phys. Lett., J. Appl. Phys.等SCI论文14篇，被EI收录论文12篇，IEEE论文1篇，1篇中国电子学会2002年度受奖论文。被SCI收录引文30篇，其中被国际国内同行在Appl. Phys. Lett等刊物上引用22篇38次。&&&&&&& &主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料与器件课题名称&& &氮化镓基激光器课题负责人&& &胡晓东&& &依托单位&& &北京大学联系人&& &胡晓东&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &huxd@重大成果简介：GaN基激光器（LD）是迄今波长最短的半导体激光器，是下一代高密度光存储所急需的核心器件。由于其材料固有的特性和缺乏晶格匹配的衬底材料，GaN基激光器的成功研制只局限于国外少数机构。北京大学解决和突破了GaN基激光器研制中的一系列关键性科学和技术难题，2004年7月在中国大陆首次实现了光泵浦下波长为410nm的GaN基多量子阱LD受激发射；2004年底又在中国大陆首次实现了激射波长最短（~ 401 nm）的电注入半导体激光器，成为国际上第8个研制成功GaN基LD的大学，为实现我国GaN基激光器零的突破作出了重要贡献，从材料生长到器件制备都具有自主创新的路线和方法，获得多项发明专利。主要成果包括：1、掌握了高质量氮化物材料系的MOCVD外延生长技术和掺杂、电学特性控制技术；2、超晶格波导设计和大应变、大晶格失配下的外延生长；3、基于氮化物极化电场考虑的高效率InGaN/GaN量子阱设计；4、发展了激光剥离技术，首次成功地获得了自支撑超薄（5-7微米）GaN基激光器外延芯片，为研制新型GaN基激光器创造了条件；5、研发了多种腔镜面微加工技术，攻克了GaN基腔镜面研制的难题，研制出自然解理、GaN/空气一维光子晶体等多种高质量腔镜面；6、培养出了一支从外延生长、理论计算设计、器件物理、工艺和测试的研究队伍，为进一步研制实用化的GaN 基激光器奠定了基础。&&&&&&& &&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &新材料技术领域课题名称&& &自主创新WDM集成解复用光探测器和关键工艺研究课题负责人&& &黄辉&& &依托单位&& &北京邮电大学联系人&& &黄辉&& &联系电话&& &010－电子邮件&& &010-&& &传真&& &huihuang@重大成果简介：在本项目实施过程中，取得了以下的成果：1.&& &发明了一种新型腐蚀液，并且利用可控自推移动态掩膜湿法刻蚀技术在InP基的外延层上制作成功了倾角可控的各种楔形结构。制备成功的InP基楔形结构的倾角范围为0.5°~ 49.0°，表面粗糙度小于1.65nm。2.&& &发明了一种可用于GaAs/InP基材料之间低温、高质量晶片键合的简便且无毒性的新型表面化学处理工艺。在低达360℃的温度下实现了GaAs/InP基材料之间的高质量晶片键合，拉断实验的断裂面非键合界面。并且基于这种低温键合技术，将外延生长在InP衬底上的In0.53Ga0.47As/InP多量子阱（MQW）键合并转移到GaAs衬底上。X射线衍射(XRD)和光荧光谱（PL）分析表明量子阱的结构和性能未受键合过程的影响。电流电压特性的测试表明键合界面具有较好的导电特性。3.&& &在以上理论、结构和工艺探索的基础上，实现InP基长波长“一镜斜置三镜腔”器件中，同时获得了高速（在台面面积为40μm×36μm的情况下，3dB高频响应带宽达到12GHz）、高量子效率（66.1%～78.4%）和超窄光谱响应线宽（0.6nm）等特性，并实现了大范围波长调谐（&10nm）。这种器件还具有低成本和易于耦合封装的特点。4.&& &共发表论文12篇；申请、获得发明专利6项。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &高性能InP基、GaAs基谐振腔增强型长波长光探测器课题负责人&& &黄永清&& &依托单位&& &北京邮电大学联系人&& &黄永清&& &联系电话&& &010－电子邮件&& &010-&& &传真&& &yqhuang@重大成果简介：谐振腔增强型（RCE）光探测器具有高速、高量子效率和波长选择等性能，是高速光通信系统和全光网络中的关键器件。本课题取得了如下成果：1、发明了InP－空气隙DBR的独特制备工艺方法，成功解决了InP基RCE光探测器中的DBR关键问题，首次实现了InP－空气隙DBR结构的RCE光探测器。2、在国际上首次提出并尝试成功了基于特殊图案透明欧姆接触微结构的高速响应RCE 光探测器方案，从而使得在器件入光面积不变的情况下，导电部分的总面积显著减小，在不影响器件的量子效率的前提下达到了减小电容、提高响应速率的目的，从物理机制上巧妙地解决了垂直腔型半导体光电子器件光电特性兼容的问题，并将这一微结构成功应用于高速RCE 光探测器的研制，器件的响应速率得到了显著提高。3、研制成功了基于上述透明欧姆接触微结构和InP-空气隙DBR结构、响应波长为1550nm的高灵敏度、高速InP基长波长RCE光探测器，量子效率大于60％，响应带宽大于18GHz，在反向偏压3.0V时器件的暗电流为2nA。4、完成了10Gb/s的同轴封装的光探测器的封装测试。封装光探测器的响应带宽大于15GHz。在课题实施过程中，申请了国家发明专利11项，其中获得授权6项，发表论文25篇。综上所述，课题创新性突出，主要工作处于国际领先水平。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &、&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &新型深紫外非线性光学晶体材料和紫外、深紫外全固态激光器课题负责人&& &李 如 康&& &依托单位&& &中科院理化技术研究所联系人&& &李 如 康&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &rkli@cl.重大成果简介：深紫外相干光源指波长短于200nm的相干光。除电子同步辐射光源外，目前只有两种途径能产生这类光源的有效功率输出。一种是准分子激光器，例如ArF准分子激光器能产生193.5nm的相干光源，而F2准分子激光器能产生157.6nm的相干光源。另外一种，就是使用深紫外非线性光学晶体，通过高次谐波的方法产生深紫外相干光。准分子激光虽然具有输出功率大的特点（10瓦量级），但此光源具有线宽大、光束质量差、操作不便、波长不可调等缺点，使其应用受到很大限制。而全固态深紫外相干光源却具有操作方便、线宽窄、波长可调、易获得单模输出等优点，因此在深紫外光谱区，这种光源在光谱、能谱仪，激光医疗，光刻技术等方面将有广泛应用。我们在863项目的长期支持下取得了以下突破：1．通过KBBF相关系研究和生长方法的改进，采用特殊设计的铂金坩埚，成功地生长出20×10×1.8mm3全透明的KBBF单晶2．利用我们在国际上首次提出的并获得中、美两国专利的KBBF棱镜耦合技术，制作成功光接触KBBF－CaF2棱镜耦合器件。3．使用这一KBBF棱镜耦合器件和直接倍频方法，，成功地实现了深紫外谐波光输出的3个国际首创：1).首次实现200nm～193.5nm飞秒激光有效功率输出。200nm的输出功率达到12mW， 转换效率超过9.5％，193.5nm的输出功率达到13mW，转换效率超过10％，已经达到实用化要求。2).首次实现了Nd:YVO4激光的6倍频谐波光177.3nm输出,并获得3.5mW的有效功率输出。3). 首次实现了Ti:Sapphire可调谐激光的4倍频谐波光输出，可调范围达到200→170nm，最大输出功率2.5mW。4．Nd:YVO4激光的6倍频器件，已首次被使用于超高分辨率光电子能谱仪上，在国际上首次建造成功分辨率高达0.36meV的光电子能谱仪。首次测量出CeRu2等化合物超导体在超导态时，Cooper电子对和超导能隙的形成。超高分辨率能谱仪的建造成功，将为未来高温超导体的理论解释提供重要数据。主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件主题课题名称&& &15-30 Gb/s高速并行光接收模块课题负责人&& &李智群&& &依托单位&& &东南大学联系人&& &李智群&& &联系电话&& &025-1传真&& &025-3792882&& &电子邮件&& &zhiqunli@重大成果简介：研制了高速并行光接收模块用的1×12高速光探测器阵列，在850nm波段的响应度达到0.5A/W；光探测器的接收速率达到2.5Gb/s。研制了高速并行光接收模块用的1×12高速并行光接收放大电路阵列，工作速率达到2.5 Gb/s。分析和研究了并行光接收模块的整体封装方式和封装工艺，提出了一种利用倒装焊设备进行光探测器阵列与列阵光纤之间进行无源对准的耦合方案，设计制作了一系列对准夹具和对准部件，利用精密插针和插孔的精确配合对准实现了可支持热插拔的列阵光纤耦合方法。研制出具有12个接收通道，每个通道传输速率可以达到2.5Gb/s，总接收传速率可以达到30 Gb/s的高速并行光接收模块。现已在此基础上申请国家发明专利3项，正积极筹备技术转让及小批量生产。项目承担单位：东南大学射频与光电集成电路研究所中国科学院半导体研究所西安同维科技发展有限责任公司西安光电子技术产业发展中心&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &高性能半导体光放大器(SOA)规模化生产技术课题负责人&& &刘德明&& &依托单位&& &华中科技大学联系人&& &刘德明&& &联系电话&& &027-传真&& &027-&& &电子邮件&& &dmliu@重大成果简介： 半导体光放大器(SOA)利用半导体有源材料，采用电流注入泵浦实现光放大，具有功耗小、体积小、易集成、用途广泛等独特优点，适合于任何半导体激光波长和全波段光通信网络系统，规模生产成本低廉，可用作1310nm、1550nm和1680nm的各波段的光放大器、高速全光光开关、全光波长转换器、全光色散补偿器、全光3R器件、多波长光源，还可用于光交换路由器以及光纤用户接入网和光纤CATV网络之中。 本项目在半导体光放大器芯片结构设计、芯片MOCVD外延生长技术、芯片腔面减反射膜规模生产技术、器件耦合封装规模生产技术和基于SOA的光网络器件及其系统应用等方面进行了卓有成效的工作，所研制的半导体光放大器具有饱和输出功率大、偏振不灵敏、小信号增益大以及噪声指数小等优点。研究成果通过了湖北省科技厅组织的由赵梓森院士组成的专家鉴定委员会的鉴定。鉴定委员会认为，本项目所研制的半导体光放大器及模块，在降低噪声指数和提高饱和输出功率方面取得重要技术突破，关键技术具有自主知识产权，主要性能指针达到目前国际同类产品先进水平，研究成果填补了国内空白。利用本项目研制的SOA产品实现了对CATV视频光信号的直接放大，构成一种新型视频光放大模块，各项技术指标均符合CATV光信号接入技术标准，获得很好的效果，在光纤到户（FTTH）中获得重要应用，具有很好的经济与社会效益。&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &红外量子级联激光器材料和器件研究课题负责人&& &刘峰奇&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &刘峰奇&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &fqliu@red.重大成果简介：量子级联激光器是基于半导体耦合量子阱子带间电子跃迁的单极半导体激光器，其波长可以覆盖从几微米到上百微米的中、远红外波段。在环境监测、空间通信和红外对抗等军、民两用方面具有重要的应用前景。课题成员曾将能带工程和应变补偿技术相结合，研制成功室温以上激射3.5—3.7m的应变补偿 InxGa1-xAs/InyAl1-yAs量子级联激光器。在十五863的支持下将原有工作拓展深入，截止到2005年3月，取得如下主要成果：（1）研制出短腔长单模应变补偿InxGa1-xAs/InyAl1-yAs量子级联激光器，波长7.8m，目前世界上还没有关于InP基短腔长单模量子级联激光器的报道，这为实现单模器件提供了一条可选途径；（2）实现了5.5m应变补偿InxGa1-xAs/InyAl1-yAs量子级联激光器摄氏50度激射，连续工作温度230K，室温准连续功率46mW；（3）研制出7.8m二级表面光栅分布反馈应变补偿InxGa1-xAs/InyAl1-yAs量子级联激光器，工作温度173K，掩埋光栅器件连续工作温度128K，目前国际上对二级光栅分布反馈量子级联激光器的报道很少；（4）研制出亚洲第一个GaAs/AlGaAs量子级联激光器，波长9.1m，其84K下的准连续功率大于350mW。课题成员经过努力，最近又实现了5.5m应变补偿InxGa1-xAs/InyAl1-yAs量子级联激光器解理腔面非镀膜的管芯在大气中存放二百多天后，80K下单腔面输出功率1.2W，该批器件的室温准连续功率达200mW以上。目前，世界上仅有5个左右的课题组能够实现1W的InGaAs/InAlAs量子级联激光器。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &化学计量比铌酸锂晶体生长技术和批量生长技术课题负责人&& &刘宏、王继扬&& &依托单位&& &山东大学联系人&& &刘宏&& &联系电话&& &0传真&& &0&& &电子邮件&& &hongliu@重大成果简介：铌酸锂(LiNbO3简称LN)晶体具有良好的压电、电光、非线性等多种重要的功能性质，是已实现大批量工业生产的重要功能晶体之一。由于材料本身特性，目前已工业生产的普通铌酸锂晶体在非化学计量比的同成分熔体中生长。近年来，化学计量比铌酸锂（S－LN）晶体由于具有优良的光电子特性，受到国内外广泛重视。本项目以化学计量比LN晶体生长技术为核心，通过对于从铌酸钾熔剂体系，富锂熔体体系和化学计量比加料体系生长的基础研究，辅以计算机模拟，发展了以窄形双坩埚（悬挂坩埚）为特色的S-LN晶体生长技术，配以自动加料，计算机控制等技术，成功的生长了φ5050mm的化学计量比铌酸锂晶体。经测试，其配比达到49.8%,采用Veeco法在21x21x5mm2的样品上测得其均匀性Δn最高为2x10－5，该项技术的研究和开发工作在山东大学和我国铌酸锂晶体生产的主要工厂中电科技德清华莹公司结合进行。所获成果直接用于实际。目前企业已制定了相应生产工艺，规范和企业标准，已具备了小批量生产能力。本项目在晶体生长设备上也有创新，在国内首次研制完成了两台TDL-H50型单晶炉，采用了上称重法晶体直径自动控制，连续加料系统，晶体升降速度程序控制，晶体旋转与坩埚旋转相对速度程序控制，超慢速无爬行等多项具有独立知识产权的新技术，为S-LN的批量生产奠定了基础，相应的专利技术已经应用于其它体系晶体生长炉。除了晶体生长工艺及设备外，本项目在基础研究和晶体测量表征等方面也有不少进展。如在铁电晶体表面电畴结构的无损检测方面巧妙地将晶体铁电特性与纳米微粒显示技术有机结合起来，有所创新。本项目实现了高等院校和工厂、研究工作和生产的结合，晶体生长工艺和设备研制的结合。成果不仅适用于化学计量比铌酸锂晶体，而且对其他晶体的生长也有重要的借鉴和促进作用。 &&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料与器件点课题名称&& &近场高密度光存储材料及器件课题负责人&& &陆达&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &陆达&& &联系电话&& &010－传真&& &010－&& &电子邮件&& &ld-om@重大成果简介：在材料和和器件方面本课题首次将自行合成的二芳烯有机光致变色化合物，分别作为记录材料和光孔径开关掩膜材料应用于近场高密度光存储，充分利用二芳烯分子特殊的结构和优异的性能，同时解决了近场光存储材料和器件上的难点，取得了显著的成绩。① 经过充分的分子设计，在国内首次合成出用于近场存储的，能与激光器波长良好匹配的高灵敏、快速响应的光子型二芳烯类有机光致变色材料二十余种，并培养了八种二芳烯分子的晶体，通过X-射线衍射测定了其晶体结构。② 筛选出适合用于Super-RENS超分辨多层膜结构的二芳烯分子，采用真空热蒸镀和旋涂法，分别制备有良好几何光学质量的超薄Super-RENS多层记录膜片，应用于近场光存储记录。③ 首次使用非线性吸收强、开环量子产率大，与记录层不同的二芳烯光致变色化合物作为光孔径开关层Super-RENS的材料；显示了二芳烯具有良好的聚焦作用和掩膜效应。光孔径开关层对写入激光的聚焦作用显著，对记录点的缩小幅度达到70％。④ 用异庚基空心酞菁做为记录材料，用有机光致变色二芳烯DTE-9作为光孔径开关材料，得到记录线宽为50nm的记录点，光孔径开关层对写入激光聚焦作用显著，对记录点的缩小幅度达到90％以上。⑤ 试验结果表明了用二芳烯类有机光致变色材料作为近场Super－RENS光孔径开关材料，能够极大地缩小记录点尺寸，使得最小记录线宽达到50nm，超额完成了国家863高科技发展计划“近场光存储材料及器件（G）”项目中提出的100nm的要求。 这项研究成果超过无机近场Super-RENS光存储的水平，推动了有机近场光存储材料的发展，使得我国近场光存储研究向前迈进了一大步，达到国际先进水平。在近场光源方面研制了纳米孔径激光器，纳米孔径激光器是具有超衍射分辨极限能力的有源纳米光学器件，具有高分辨率和高输出功率。基于边发射半导体激光器，首次提出并成功制作了近场光学局域场增强L形纳米孔径激光器。测量结果显示L形纳米孔径激光器的远场光功率是普通矩形纳米孔径激光器输出光功率的13倍，并通过对一个矩形与一个L形双孔纳米孔径激光器的近场光场测量进一步展示了L形纳米孔径在输出光场分布上的高度局域性与光场强度上的局域增强特性。实验演示了纳米孔径激光器的记录结果。在此基础上提出了三维纳米孔径结构，突破了平面孔径设计，向三维微孔径方向发展。归纳总结了局域场增强纳米孔径的初步设计原则与优化方法。这种局域场增强型纳米孔径激光器在超高分辨率光学成像、纳米光刻、超高密度光存储、纳米尺度粒子的捕获与操纵、纳米光学元器件等领域具有广泛的应用前景。&& &&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& & && &所属主题&& &光电子材料与器件技术课题名称&& &氮化镓基发光二极管外延片和器件制备的产业化关键技术课题负责人&& &罗毅&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &罗毅&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &luoy@mail.重大成果简介：GaN基高亮度和功率型蓝绿光发光二极管(LED)是大屏幕全彩显示，信息指示和固态白光照明等应用领域的核心器件。本课题在GaN基LED材料的金属有机化合物气相外延(MOVPE)生长、管芯制作工艺以及后步封装等关键技术问题上取得了多项创新成果：1、基于计算流体力学(CFD)理论进行了GaN材料的MOVPE生长工艺模拟研究，并利用模拟结果成功地指导生长工艺。2、在对LED发光机制进行深入研究的基础上，提出新型有源区多量子阱结构，通过优化生长参数、开发具有自主知识产权的外延技术，外延片质量取得突破性进展，LED芯片的电致发光特性优异。利用本课题组生长的外延片制作的LED在20 mA注入下的电荧光光谱的半高全宽仅为18 nm，在注入电流由2 mA到120 mA变化时，中心发光波长移动小于1 nm，半高全宽变化仅为3 nm。这些结果为目前国际上的最好水平。3、在对p-GaN欧姆接触的比接触电阻率评价方法研究的基础上，探索了新型的适用于功率型倒装焊LED的新型高光学反射率电极结构，通过改进外延片的表面处理方法和制作工艺，获得的比接触电阻率优于5&#•cm2，在460 nm处的光学反射率大于80。4、对GaN基材料光电器件的感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术进行了深入研究，首次利用Cl2/Ar/BCl3 感应耦合等离子体实现了GaN/AlGaN 异质结材料的非选择性和光滑的ICP 刻蚀，对简化器件的制作工艺，提高器件的性能指标具有重要意义。5、应用非成像光学理论设计了具有自主知识产权的新型均匀照度的平面光源照明系统，获得照度分布的不均匀性小于10，整体光输出效率优于70。6、研究出了完整的制作高亮度和功率型倒装焊GaN基蓝绿光LED器件的工艺技术，截止到2005年底，在20 mA注入电流条件下，高亮度蓝绿光LED的输出光功率分别达到了6 mW 和3 mW以上；在350 mA注入电流条件下，功率型蓝光LED的输出光功率大于90 mW，封装出的白光LED的发光效率大于25 lm/W。7、本成果共发表国际期刊论文26篇（SCI收录），国内核心期刊28篇，国际会议论文14篇。授权或受理发明专利9项。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &808nm连续100W光纤输出大功率激光二极管列阵模块产业化技术课题负责人&& &马骁宇、王晓薇&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &马骁宇&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &maxy@red.重大成果简介：大功率半导体激光器列阵光纤耦合输出模块主要用于大功率固体激光器的端面泵浦源、激光手术刀、光纤激光器的泵源等。本成果采用完全自主的MOCVD外延生长技术、突破了高亮度器件的制作工艺技术以及低成本高效率光纤耦合技术。已实现了耦合器件的批量化试生产，可以提供数十瓦至数百瓦的实用化光纤耦合器件，达到了国际同类商用器件水平。本项目拥有自主的知识产权，申请发明专利5项，并已授权1项。本项目大功率半导体激光器线列阵光纤耦合输出器件的研制成功，应用于端面泵浦大功率固体激光器，将会大大促进我国相关产业及学科的发展，目前国内楚天、大族、创科源等已在打标机中用激光二极管作泵源取代传统的灯泵。本项目所研制器件是光电子武器系统的关键器件，在军事领域的应用比民用更广阔，更重要。因此，本项目的研制成功,对于国防现代化以及提高我国的科技竞争力具有重要意义。本项目所研制器件的波长为808nm，采用完全自主的MOCVD外延生长技术将本项目技术移植到波长为976nm和915nm，已研制出大功率半导体激光器线列阵光纤耦合输出器件作为大功率光纤激光器泵浦源，并提供给清华大学等使用，对于我国自主研制光纤激光器具有重要意义。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子主题课题名称&& &12Gb/s硅CMOS单片集成并行传输光接收机芯片研制课题负责人&& &毛陆虹&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &陈弘达&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &hdchen@red.重大成果简介：本课题研制CMOS工艺兼容的光电集成接收机，将光电探测器与CMOS电路接收机单片集成，构成12路并行光电集成接收机，该接收机用于VSR（Very short reach）系统。本课题的光电集成接收机将CMOS工艺兼容的光电探测器与接收电路单片集成电路，将光子技术与微电子技术有效地结合起来，用在并行接收机中，改进现有接收机中使用化合物探测器与CMOS或双极电路混合集成的方法，避免使用成本较高的化合物探测器，使器件与电路的制作成本降低。由于使用了单片系统集成，提高了光电电路的整体速度，单片集成还使模块的耦合与封装更加容易因而成本降低。这对电路和模块的大规模生产都有利。本课题可以提供并行光电集成接收机芯片和芯片与并行光纤耦合好的模块。主要技术指标：&&& 光探测器列阵：112列阵&&&&&& 工作波长：0.85m工艺实现：深亚微米CMOS技术&& 单信道传输速率：≥1Gbit/s&&& 总传输速率：≥12Gbit/s&&&&&&& 输出电平：LVDS或PECL&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子主题课题名称&& &新一代GaInNAs/GaAs长波长材料与面发射激光器课题负责人&& &牛智川&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &牛智川&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &zcniu@red.重大成果简介：该项目主要研究新型GaInNAs/GaAs低维光电子材料和面发射激光器，在材料生长、物理分析和器件制备方面取得多项重要成果：1、建立GaInAsNSb量子阱能带结构和N、Sb元素对量子阱发光作用机制等理论模型。针对分子束外延系统难以精确重复控制N气源的问题，设计发明N气瞬态控制装置，成功突破GaInAs/GaAs量子阱、GaInAs/InAs/GaAs量子阱/量子点复合、GaInNAs/GaAs量子阱等核心层材料生长技术，室温发光效率达到国际一流水平。国内首次研制成功GaAs基1.31微米室温连续激射激光器。研究结果受到英国物理学会Compound Semiconductors以及III-Vs REVIEW等国际刊物高度评价。2、研制成功1.31 微米GaInNAs/GaAs量子阱面发射激光器，实现室温工作。全面掌握器件设计、核心参数原位控制调整、器件制备关键工艺等一系列核心技术，为1.3微米GaAs基面阵集成器件的进一步研制积累了重要的经验。3、创新设计GaInAsNSb/GaNAs/GaAs量子阱结构，拓展其发光波长至1.59微米波段，并在国际上首次报道了GaAs基1.59微米量子阱室温连续激射激光器。为GaAs基材料在1.2-1.6微米光通信波段器件的全面应用扫除了最后障碍，为国际上提供出最新的可行性实验证据。研究结果受到国际Azom等刊物高度评价，被认为是GaAs基长波长光电子材料和器件研究领域重要进展之一。该项目在Appl. Phys. Lett，Phys.Rev. B 等国际SCI一流刊物发表研究论文19篇，EI收录13篇，发明专利3项，并多次受到国际专刊高度评价，标志着我国GaAs基近红外光电子材料与器件的研究已处于世界领先水平。其重要性在于：GaAs基1.3-1.5微米材料及器件的成功研制，不仅证明了这种新型光电子器件实用化的可行性，而且还为进一步研制GaAs基近红外多功能光电子集成器件提供了理想选择。这一领域的研究工作也是近年来欧、美、日等发达国家的研究重点，具有重要学术价值和广阔应用前景。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &新型MO源研制及其工艺研究课题负责人&& &潘 毅&& &依托单位&& &南京大学联系人&& &潘毅&& &联系电话&& &025-3592485传真&& &025-3309123&& &电子邮件&& &yipan@重大成果简介：本课题研制出四种新型MO源：高纯二甲基乙基胺配氢化铝、高纯无氧三甲基镓、高纯溶液三甲基铟和高纯溶液二甲基二茂镁。二甲基乙基胺配氢化铝是目前公认的性能优良的新型无氧铝源，本成果解决了极端无氧无水条件下产品的制备、产品及超纯纯化技术，纯度达到&#65%，填补了国内空白。无氧三甲基镓是高质量的有机镓源。本成果实现了在无氧试剂条件下，通过直接法，制备高质量的三甲基镓，纯度达到&#69%，成功将制备技术与配合物纯化技术融为一体。该技术属国际首创，不仅制备收率高于文献报道方法，而且方法简便。有关技术申报国家发明专利，已经获得授权。首创通过三甲基铟的配合物作为三甲基铟的液化试剂，成功实现固体三甲基铟的液化，本成果纯度达到&#69%；其蒸汽压稳定，而且动态蒸汽压明显高于一般的固体产品；该独创工艺申报国家发明专利，并已获得授权。选用性能优良的有机试剂作为二甲基二茂镁的液化试剂，制备得到了高纯溶液甲基二茂镁产品，很好地解决了固体镁源蒸汽压不稳定问题；产品经用户试用，效果良好。有关申报国家发明专利，并已获得授权。因此，通过本项目的研究，不仅形成了一批高质量的新产品，而且形成了一批具有自主知识产权的高新技术，研究成果显著。&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料和器件课题负责人&& &申德振&& &依托单位&& &中国科学院长春光学精密机械与物理研究所课题名称&& &ZnO激光二极管研制和紫外激射的研究联系人&& &申德振&& &联系电话&& &传真&& &&& &电子邮件&& &dzshen@public.重大成果简介：利用等离子体协助分子束（P-MBE）外延方法，在蓝宝石衬底上制备了高质量的ZnO单晶薄膜，本征载流子浓度最低达到7.6x1016cm-3量级；在国内首次利用光泵浦实现了ZnO薄膜的紫外受激发射。利用P-MBE方法实现了六方相ZnMgO合金薄膜和ZnO/ZnMgO量子阱结构材料，观测到了来自阱层的高效激子发光和明显的量子尺寸效应，并实现了光泵紫外受激发射。利用P-MBE技术、通过NO和N2作为掺杂源分别制备了p型ZnO薄膜材料，载流子浓度最高达到1.2x1019cm-3；在国际上首次报道了利用ZnN氧化制备p-ZnO的方法。利用分子束外延研制了ZnO/GaN异质p-n结，并获得了来自ZnO的室温电泵浦下紫外发光；在蓝宝石衬底上成功地研制出了ZnO同质pn结，在国内率先报道了室温下ZnO同质pn结的直流电泵浦发光。开展了ZnO低维结构的研究，成功地制备出ZnO纳米管、纳米带、纳米柱和纳米晶等结构，研究了这些低维结构中ZnO的受激发射机理，并且在室温下观测到了来自ZnO纳米管的低阈值光泵受激发射。在国内外核心刊物上发表相关文章60余篇，其中国际刊物50多篇，被SCI他引153次；申请发明专利14项，授权2项。本项目按计划完成任务、部分指标超额完成，目前该研究与国外同步发展，在国内器件研制方面处于领先水平。&&& &主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题&& &光电子材料和器件课题名称&& &新型非线性光学高分子材料及器件应用研究课题负责人&& &王晓工&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &王晓工&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &wxg-dce@mail.重大成果简介：二阶非线性光学材料是光电信息领域所需的关键材料之一，应用于电光调制器、光开关、频率转换装置等方面，在光通讯、信息处理、射频分配等方面发挥着不可替代的重要作用。二阶非线性光学高分子材料具有高速（宽带）、低驱动电压和优良的加工性能等特点，并具有能与超大规模集成的半导体电子器件很好兼容的优点，在未来应用方面具有明显的潜在优势，是目前国内外研究的热点。该研究设计并合成了一系列新颖的非线性光学高分子材料，这些聚合物材料在工作波长透明性、非线性光学性和热稳定性等综合性能方面处于国际先进水平。具体成果包括：1）设计出了一系列低g、大生色团，包括：2-给体-6-受体取代薁类衍生物及其共轭延长的衍生物；含环戊二烯基的1,4-苯二取代的一维生色团体系；以吡嗪为母体的X型生色团及其含锁环结构的衍生物，等二十多种，其g在1.5&#D范围，绝大部分设计生色团值均大于典型的一维生色团DANS，最大可达DANS的2倍以上。（2）制备的掺杂膜的最高非线性系数d33＝38.9pm/V，已经达到任务书中规定的比已有X型生色团的极化膜(1627pm/V)提高1020pm/V的考核指标。（3）利用酯化反应、重氮偶合反应等方法合成了多种具有新颖结构的超支化非线性光学高分子，使非线性光学聚合物中生色团基本不存在生色团聚集问题。（4）利用M20S作为交联剂，在电场极化后，进一步交联固化，使材料非线性光学等性能可在200C下稳定，达到了预定100 C下稳定的目标。（5）对聚合物电光调制器进行优化设计，并优化低损耗单模光波导的制造工艺。在光波长为1.31微米（或1.55微米）上制得了3dB光调制带宽  20GHz的电光强度调制器。最近，在器件研究上又取得了重要进展，制得了调制器直流半波电压（Vp）为83.3 V的原型器件。综上所述，上述研究领域获得创新性成果，得到一批具有自主知识产权的新材料、新工艺和新技术。该项目共投入研究人员22人，其中教授（含研究员）3人，副教授2人，讲师和博士后5人，博士研究生7人，硕士研究生5人。在项目进行期间，上述成果已发表高水平学术论文26篇，另有5篇已经投稿，同时已申请11项专利，其中有1项专利授权，5项专利公开，另有4-5篇专利正在准备当中。主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &新型深紫外倍频晶体CLBO及实用化技术研究课题负责人&& &王晓青& 沈德忠&& &依托单位&& &清华大学联系人&& &王晓青&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &xqwang@重大成果简介：本课题针对新型非线性光学晶体CLBO实用化存在的问题，开展了晶体生长、器件加工、使用寿命和应用研究，圆满完成或超额完成合同书的各项任务。主要成果有：解决了晶体生长中管状缺陷问题，能稳定生长大尺寸、高光学质量的CLBO晶体。其中一块尺寸达146×132×118mm3，是目前公开报道中质量最好、尺寸最大的CLBO单晶。解决了CLBO晶体抛光中水浸蚀和抛光剂残留等难题，加工的CLBO倍频器抗266nm激光损伤阈值大于4.7GW/cm2，尺寸达80×60×10mm3，远远超过任务合同书规定的验收指标。在瑞士进口的GE-100-XHP激光器系统上进行CLBO四倍频实验，产生1200mW的266nm激光，大大超过该激光器原配四倍频器BBO晶体的额定最大功率180mW, 超额完成合同书200mw的验收指标。探明CLBO晶体的开裂机理，找到克服晶体开裂，延长使用寿命的简单易行的方法：将CLBO倍频器放置在小恒温套管内，保持温度130C，隔绝水汽进行倍频实验，其使用寿命已超过两年。与中科院物理所光物理实验室合作，用CLBO倍频器研制成266nm输出1.3W的激光器实用样机，现正在深圳有关企业进行集成电路清洗的工业应用实验。我们圆满完成本课题任务，在大尺寸、高质量CLBO晶体的生长技术方面处于国际领先水平；在CLBO晶体倍频器件的加工技术与应用方面取得突破性进展；倍频器尺寸、输出功率和使用寿命等可满足CLBO晶体的实用化要求，将大大促进全固态紫外激光器在光电子和集成电路等领域的应用。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料和器件课题名称&& &高质量大尺寸自支撑GaN衬底技术课题负责人&& &修向前&& &依托单位&& &南京大学联系人&& &修向前&& &联系电话&& &025－3597378 传真&& &025－3597378 && &电子邮件&& &xqxiu@重大成果简介：在国内率先研制出2英寸毫米级、低位错密度的高质量自支撑GaN衬底，在光照明、光存储、光显示、光探测等半导体光电子器件及微电子器件领域有重要应用。研制出国内第一台用于高质量GaN生长的多源多片氢化物气相外延生长系统；GaN厚膜生长速率超过200μm/h，横向外延GaN薄膜位错密度低于106/cm；2英寸GaN/蓝宝石激光剥离技术快速（不超过30分钟）、稳定、可重复，剥离后获得的GaN衬底表面平整光滑几无翘曲；初步研究并掌握了获得低表面粗糙度的自支撑GaN衬底的表面抛光处理技术。通过本项目的研究，掌握了获得高质量GaN衬底所需的所有关键技术（横向外延、厚膜均匀生长和激光剥离技术等）并拥有全部自主知识产权，已获得国家发明专利8项，正在申请发明专利超过10项。项目执行期间，正式发表学术论文25篇。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料与器件技术课题名称&& &InP基中远红外量子级联激光器的关键技术研究与开发课题负责人&& &徐刚毅&& &依托单位&& &中国科学院上海微系统与信息技术研究所联系人&& &徐刚毅&& &联系电话&& &021-传真&& &021-&& &电子邮件&& &gyxu@itsvr.重大成果简介：研制成功波长7.69-7.78微米的高性能分布反馈量子级联激光器，实现了室温准连续（100K下连续）、单模的超大范围内稳定精细的可调谐（调谐范围90nm）、大功率（室温47mW，77K时0.46W）、超大边模抑制比（32dB）等优异性能，全面达到了国际先进水平。该激光器可高灵敏地检测H2S, NH3, CH4, N2O, NO2, C2H2等环境污染气体和爆炸产生气体C3H5N3O9，以及神经毒气塔崩。已开发出气体检测专用的集成化激光器驱动电源。已开展气体检测实验，取得了阶段性成果。研制成功一系列波长在4-10微米的室温大功率准连续的多模量子级联激光器。最大功率超过0.7W，最大工作温度大于50℃，室温最大占空比为30％。这些激光器的波长覆盖了更多种类的环境污染气体、绝大多数爆炸产生气体，以及4种最主要的化学神经毒气的吸收谱线。将在环保、工业控制、国家安全等方面发挥重要的不可替代的作用。在项目完成过程中形成了一批自主知识产权和创新点，已申请国家发明专利12项，其中已授权3项。获2004年中国国际发明奖展览会银奖1项。在国际权威刊物发表SCI论文10多篇，国际学术会议大会特邀报告1篇。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &大尺寸半导体SiC单晶衬底材料课题负责人&& &徐现刚、胡小波&& &依托单位&& &山东大学联系人&& &徐现刚&& &联系电话&& &传真&& &&& &电子邮件&& &xxu@重大成果简介：本课题在863的支持下，成功地解决了SiC单晶生长需要的高温环境及其单晶硬度高难以加工的困难，顺利完成和部分超额完成了863的预定目标，为SiC单晶衬底的产业化奠定了基础。本课题对不同生长条件下SiC单晶生长的温度场进行了模拟，以此为依据设计了适合于大直径SiC单晶生长的坩埚和保温材料。结合晶体生长理论，优化了单晶生长的籽晶温度、温度梯度、生长室压力等工艺参数，获得的SiC单晶直径达到50至55mm。通过优化生长工艺，如成核、生长温度、生长速度等工艺参数，与在生长过程中引入掺氮条纹相结合，使SiC单晶中的微管密度达到低于100个/平方厘米。碳化硅单晶的加工工艺的瓶颈已经突破，形成了从切割→粗研磨→精研磨→粗抛光（机械抛光）→精抛光（化学机械抛光）的一整条工艺流程。切割出的SiC晶片的最小厚度可以达到200m，翘曲度小于30m，厚度不均匀度小于20m。经过研磨和抛光，得到平整度小于25m、粗糙度小于5nm、无明显表面缺陷的SiC单晶片，经过合作单位的试用，得到了很好的认可。在研究工作的基础上，申请了SiC晶体生长和加工的专利各一项。主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &有机半导体薄膜晶体管材料与器件技术课题负责人&& &闫东航&& &依托单位&& &中国科学院长春应用化学研究所联系人&& &闫东航&& &联系电话&& &传真&& &&& &电子邮件&& &yandh@重大成果简介：中国科学院长春应用化学研究所闫东航研究员承担“有机半导体薄膜晶体管材料与器件技术”项目。经过三年的努力研究，在高迁移率有机半导体材料方面，实现了通过两种或两种以上有机共轭分子的层状复合、共晶的物理途径制备高迁移率有机半导体薄膜的新方法，并发展出系列迁移率能够提高一个数量级、综合性能达到非晶硅水平的有机半导体薄膜和能够降低接触电阻的晶体管器件，被美国贝尔实验室发表的进展综述作为六个子题目之一(Reduction of Contact Barriers)加以重点介绍和大段评述与引用。在有机晶体管及其显示技术方面，发展出三类具有自主知识产权的新型晶体管器件结构(夹心型有机晶体管、双绝缘栅有机晶体管和含缓冲层有机晶体管)，解决了器件性能高与集成加工困难的问题，获得了在上述相关方面的国际最好结果。例如：夹心器件结构可将CuPc的场致迁移率提高2.8倍，达到非晶硅水平，被美国化学会网站Heart Cut评述；高介电性绝缘栅的廉价制备方法被"先进材料"发表的进展综述大段评述与引用；制备出小尺寸高分辨液晶显示器，标志着所发明的器件结构具有前瞻性和实际开发潜力。申请中国和国际发明专利20余项，其中，获权中国发明专利3项、美国发明专利3项。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及技术课题名称&& &基于氮化镓基发光二极管的白光光源研究课题负责人&& &张国义&& &依托单位&& &北京大学联系人&& &张国义&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &gyzhang@重大成果简介：激光剥离、垂直结构LED的制备工艺，设备的研制。在国内首次无损剥离出2英寸GaN基外延片，首次制备出激光剥离、垂直结构的普通LED和功率型LED，首次开发出激光剥离的成套设备。逐片剥离的成品率达到90%，激光剥离的白光LED的发光效率达到40Lm/W。这些成果将大大地推动激光剥离、垂直结构LED技术路线的实用化，实现高发光效率，高可靠性和低成本的目标。而自主研制的激光剥离设备将为国内相关研究机构提供高性价比的设备，从而使国内的企业和研究单位紧跟LED技术进步的步伐。通过优化MOCVD生长条件，提高GaN外延层的晶体质量，对量子阱有源区结构的优化设计和生长条件，增加了LED内量子效率，成功研制出各种结构的高亮度蓝光、紫外光LED外延片。利用自己生长出的紫光LED外延片制备LED芯片，并封装成管，393nm单管LED功率达到100mW以上表面微纳结构提高光抽取效率。国际上首次用FIB制备GaN基二维光子晶体，国际上首次制备出二维光子准晶，国内首次实现织构化薄膜转印以提高GaN基LED出光效率。采用了本项技术，使LED的出光效率至少提高至传统发光二极管芯片的1.5倍，还改善了发光二极管的热导特性，使发光二极管在光功率输出的饱和工作电流和效率得到进一步提高。同时可以实现器件表面微纳加工的产业化生产。高效蓝光用荧光粉和紫光用三基色荧光粉的研制。改进YAG:Ce合成方法，采用和传统方法不同的反应起始物和合成工艺，改善荧光粉的颗粒度、亮度和表面性能。从而得到高效率，高显色指数的白光LED。采用新型的无机荧光材料，研制紫光激发的三基色荧光粉，该三基色白光荧光粉能与不同发射波长GaN芯片的研制紧密配合。以上成果共获得3项国家发明专利。高效率紫光LED的有源区结构和分立垂直结构芯片的制备。通过提高晶体质量，改进器件结构提高出光效率，在国际上首次同时利用激光剥离和二维光子准晶提高出光效率。在国内首次得到10mW/20mA，110mW/350mA的紫光LED。紫光激发三基色荧光粉是获得白光LED的另一途径，这些成果将使我国在半导体照明上拥有自主知识产权。高显色指数、功率型白光LED的封装技术。国内首次利用球冠荧光粉涂敷工艺，以得到均匀的色度和光强角分布。分别从光学、电学和热量管理上设计出独特的支架型和金属基板型功率型LED封装结构。有效地提高出光效率，可靠性，降低工艺成本。解决空气隙和封装老化的问题，封装的普通白光LED发光效率为50lm/W，功率型LED发光效率为35lm/W，封装热阻低于20oC/W，为国内领先水平。设计、研制出大功率LED老化寿命测试系统，进行温度、电流加速老化，批量测量LED寿命和老化特性。产业化成果：对于蓝光芯片制造和蓝白光LED封装、应用等已经在上海蓝光科技有限公司实现产业化，进一步转化所面临的问题主要是生产工艺的稳定，生产技术的研发以及市场的开拓。需要在基础研究问题上进一步投入，积极参与国家组织的科技攻关，积极融资，以提高企业的规模和实力。功率型芯片成果目前已经实现了部分转化，我们与中科院半导体所联合成立了北京睿源固态照明科技有限公司，实现了大功率LED芯片生产技术的产业化转移。在国家科技攻关项目的支持下，进行倒装焊芯片的研制和产业化，在全国LED芯片评比中，各项验收指标名列前茅，研制的单管蓝光LED功率达到137mW，芯片成品率达到85%。将白光LED的封装技术在北京宝龙光光电技术有限公司实现了转移，并通过增资扩股，成立了山东天一光电有限责任公司，产能达到100K/月，成品率达到95%以上。光电子主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子课题名称&& &氮化镓基激光器课题负责人&& &张书明&& &依托单位&& &中科院半导体研究所联系人&& &张书明&& &联系电话&& &010－传真&& &010- && &电子邮件&& &smzhang@red.重大成果简介：氮化镓基激光器在信息的光存储、激光打印、激光显示等领域有着广阔的应用前景。氮化镓基激光器与目前DVD和CD-ROM中常用作光记录和读取光源的780nm或650nm红色激光器相比较，其波长短，光点面积小，如果用做光记录和存储可以提高光盘存储密度近1个量级，在一张12cm的光盘上可以实现单层碟片25GB的存储容量，双层碟片的50GB以上存储容量，在一张光盘上可以记录13个小时的普通电视节目或２个小时的高清晰度电视信号；氮化镓基激光器用在激光打印机中，其分辨率可以从现在标准的600dpi提高到1200dpi,打印速度提高8倍；氮化镓基激光器还可以做为彩色显示的标准三基色光源之一─蓝色光源，实现全真彩的显示。该成果攻克了氮化镓基激光器的材料外延生长、器件图形化工艺、器件性能测试等一系列技术难题。氮化镓材料本底电子浓度小于5X1016/cm3,室温电子迁移率达到1000cm2/VS，处于世界先进水平;获得了高质量的AlGaN/GaN超晶格光限制层材料和GaN/InGaN量子阱结构发光有源区材料 ；用解理的方法形成了性能良好的激光器反射腔面；发展了一套完整的激光器的测试和分析方法。在我国大陆首次研制成功了具有自主知识产权的室温脉冲激射的氮化镓基激光器，并具有了小批量研制生产能力，氮化镓基激光器采用在蓝宝石衬底上外延生长的脊型波导结构, 激射波长为400-415nm,激射阈值电流密度3.5-6KA/cm2。氮化镓基激光器是目前国际上氮化镓基光电子材料与器件研究领域竞争最激烈,技术难度最大,最具挑战性和标志性的研究课题。在我国大陆首次研制成功具有自主知识产权的室温脉冲激射的氮化镓基激光器，大大的缩短了我国与世界先进水平的差距，使我国氮化镓基光电子材料与器件的研究进入了世界先进行列,提升了我国在国际上这一研究领域的影响力，我国也成为掌握此项技术的少数国家之一。知识产权该成果申请国家发明专利2项，发表论文近30篇。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件技术课题名称&& &新型结构全光波长转换器的关键技术及产品化研究课题负责人&& &张新亮&& &依托单位&& &华中科技大学联系人&& &张新亮&& &联系电话&& &027－传真&& &027－&& &电子邮件&& &xlzhang@重大成果简介：基于自行设计制作的单端耦合半导体光放大器（SOA）研制出固定输出全光波长转换器模块，工作速率可达20Gb/s, 输出消光比大于10dB，转换效率大于0dB, 输入信号光动态范围大于10dB，可用计算机设定和监测工作参数。基于单端SOA研制出可调谐输出全光波长转换器模块，工作速率可达20Gb/s, 可调谐范围大于36nm，输出消光比大于10dB，转换效率大于2dB,可用计算机任意选择转换输出波长。基于SOA环形腔激光器实现40Gb/s、40nm范围内连续可调的全光波长转换。研制出的全光波长转换器在全光波长路由器、动态可重构光分插复用器和全光信号处理中得到实际应用，特别是应用于全光信号处理中，已分别实现了20Gb/s的全光逻辑与门和或非门、重复频率40GHz的超短光脉冲产生和40Gb/sNRZ光信号的全光时钟提取。项目完成过程中，三项相关成果通过专家鉴定，认为技术方案具有创新性，主要研究结果达到国际先进水平；获授权国家发明专利和实用新型专利各一项，申请国家发明专利两项；获教育部提名国家自然科学一等奖和湖北省优秀博士学位论文各一项；发表标注863项目资助论文27篇，其中SCI收录论文14篇，SCI他引11次；培养教育部新世纪优秀人才1名，校研究生科技十佳2名，博士研究生2名，硕士研究生5名；促进了相关学科的发展，形成稳定的研究方向。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &GaN紫外探测器课题负责人&& &赵德刚&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &赵德刚&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &dgzhao@red.重大成果简介：自从“十五”国家863项目支持以来，我们在GaN紫外探测器的研究方面发现和解决了一系列技术难题，并研制出高性能的可见光盲、太阳光盲两种波段的紫外探测器。具体如下：在材料生长方面，深入研究了低温GaN缓冲层对外延层材料质量的影响，发现了本征GaN材料中载流子散射的机制，改变了传统生长模式，生长出高质量的本征GaN材料，其室温电子迁移率为1000 cm2/vs，本底电子浓度小于5×1016cm-3，这是目前国际上最好的结果；采取新的激活Mg杂质的方法，并优化P型材料生长参数，得到了自由空穴浓度为7×1017cm-3高质量的P型GaN材料；发现了AlGaN之间的晶格失配导致裂纹产生的重要原因、Al原子寄生反应是影响AlGaN中Al组分的重要因素，针对这些问题，分别采取外加插入层、降低生长压力等方法，得到了无裂纹、Al组分高达60％左右较高质量的AlGaN材料。 在器件研究方面，研制出MSM结构、肖特基结构、PIN结构等多种结构的可见光盲紫外探测器，其峰值响应度都达到或超过了0.2A/W，属于国际上的最好结果之一；还研制出背照射的太阳光盲MSM结构紫外探测器，其响应截止波长小于280nm，峰值响应度为0.05A/W，属于国际先进水平。另外，我们还和中科院上海技术物理所合作，研制出1×64元紫外探测器线阵、32×32紫外探测器面阵。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料与器件课题名称&& &宽带波长可调谐半导体激光器的研究与开发课题负责人&& &赵玲娟&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &赵玲娟&& &联系电话&& &010－传真&& &010-&& &电子邮件&& &ljzhao@red.重大成果简介：本课题研究了四种基于InP材料的单片集成技术（量子阱混杂技术；选区外延生长和量子阱混杂相结合技术；1.3um的体材料捆绑波导结构（集束波导结构）；1.4um的InGaAsP的下波导耦合结构），实现了基于InP衬底的较灵活的能带剪裁，为光电子器件的多功能单片集成打下了基础；采用量子阱混杂技术（专利受理号.1），成功地实现了75nm的量子阱带隙波长蓝移量, 在此基础上实现了取样光栅分布布拉格反射（SG DBR）宽带可调谐激光器，在增益区电流为150mA时,激光器芯片的输出功率达到了9mW，单模调谐范围最高达41nm，宽带可调谐激光器组件（蝶型封装）输出功率（增益电流为100mA时）大于0dBm； 成功研制出一套基于LabVIEW软件平台的自动化的宽带可调谐SG-DBR激光器波长测试控制系统，提出了一种利用输出光的边模抑制比（SMSR），从调谐数据库中筛选出激光器模式稳定工作点的算法，该系统可自动生成并查询“波长-电流”数据查询表来实现对SG-DBR激光器输出波长的调谐控制；应用该系统对研制的SG-DBR激光器进行了大量的实验测试和波长查询，实验结果表明本系统稳定、可靠、波长控制精度高，波长控制误差不超过±0.02nm； 本课题还研制了可调谐半导体激光器的多路程控电流源，为宽带可调谐激光器的实用化奠定了基础。主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &Yb系列激光晶体技术：掺镱YAG晶体及其应用技术研究课题负责人&& &赵世平& 徐天华&& &依托单位&& &中国兵器工业第209研究所联系人&& &赵世平&& &联系电话&& &028-6传真&& &028-&& &电子邮件&& &sp_重大成果简介：掺镱YAG晶体是用于LD泵浦的大功率高效率激光晶体材料。该晶体用中频感应加热引上法生长，研制了晶体的制备（含晶体生长、配方、后处理、加工及镀膜）、光谱和激光性能；着重研究了特殊构型激光元件的制备技术和扩散键合元件的质量评价方法。已生长出了直径63mm、长度160mm的大尺寸晶体；激光元件尺寸可达直径6～8mm、长度140mm；已制备出不同掺杂浓度，不同几何形状和不同尺寸的激光工作元件。LD泵浦室温连续激光输出122W，光—光转换效率24％；在国内率先实现了该晶体的脉冲激光运转，脉冲输出25mJ，调Q输出10mJ，为国内目前最好水平。按任务合同书的要求全面执行了研究内容，实现了研究目标；考核技术指标已全面达到，多数还大大超过了合同书要求。在任务合同规定之外，还研究了“镱+镁+铬”三掺和“镱+钙+镁+铬”四掺体系，获得1.03μm自调Q的YAG:Yb3+:Cr4+晶体。已申请专利2项，发表学术论文12篇。该项目课题的研究具有重要的学术意义，处于国际先进和国内领先水平。&&&&&&&&& 主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件课题名称&& &单色及双色大面阵量子阱红外探测器课题负责人&& &种 明&& &依托单位&& &中国科学院半导体研究所联系人&& &种明&& &联系电话&& &010－传真&& &01-&& &电子邮件&& &chongm@red.重大成果简介：& 本课题由半导体研究所和11所合作，通过优化器件结构设计、超薄层材料层结构设计和生长、大面阵芯片工艺设计和器件制备、倒装互联、读出电路设计制作、微制冷技术、测试技术等一系列关键技术的突破，在国内首先制备出长波160×128元GaAs/AlGaAs多量子阱红外焦平面阵列和长波/中波160×128元双色红外探测器。前者在77K时，器件的平均峰值探测率Dλ*=1×1010 cm W-1 Hz1/2，非盲元率为99.88％，不均匀性8－9％；双色红外探测器在77K时，中波Dλ*=1.61×1010cmW-1Hz1/2，长波Dλ*=2.67×1010cmW-1Hz1/2。&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &本成果在3年时间所完成的长波大面阵焦平面器件的面元数等关键技术指标，已接近我国用40年发展的主流红外探测器的发展水平，充分显示出量子阱红外探测器在长波凝视型红外焦平面中的发展潜力。双色大面阵红外探测器在短时间内的突破性进展，更为多波长、高识别能力的探测打下很好的基础。该成果的发展和工程化，在民用对地勘测，寻找水源、森林火灾监视、估测大面积农作物的长势和收成等，和国防建设中导弹预警、跟踪、拦截等应用方面都将发挥重大作用。&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &主题（专项）课题验收重大成果简介课题编号&& &&& &所属主题/专项&& &光电子材料及器件主题课题名称&& &10-40Gb/s光收发关键器件芯片技术研究课题负责人&& &朱 恩&& &依托单位&& &东南大学联系人&& &朱恩&& &联系电话&& &025-1传真&& &025-3792882&& &电子邮件&& &zhuenpro@重大成果简介：按课题合同规定和SDH标准，研究和实现了10~40Gb/s的光通讯物理层中复接器、激光驱动器、前置和限幅放大器、时钟恢复和数据判决电路以及分接器六个模块的集成电路，实现了关键性能指标。在国内首次实现了具有国际先进水平的40Gb/s的激光驱动器、分接器和时钟恢复电路芯片，在10Gb/s芯片组上形成了成熟的、可供产品化的技术，在国内外产生了巨大影响。目前，国际10-40Gb/s光通讯芯片市场刚刚起步，研究成果及时地为国内相关产业界打下了一个坚实的技术基础。通过锻炼，在超高速IC设计领域，东大射光所形成了一支以教师为主、研究生为辅的、国内最大的研究梯队，在芯片研究、设计、流片和测试等各个环节，都有专人把关。为国内培养了5名博士和30多名硕士。研究中采用了数模混合IC设计}