稀土发光材料和半导体发光芯片技术创新与产业变革

报告围绕固体发光技术中光致发光与电致发光两个主要领域，以稀土发光材料和半导体发光芯片作为主要案例，介绍了基于团队四十年来在稀土发光材料与半导体发光芯片产业技术创新和产业化工作取得的一些成果和经验，以及发光技术在消防安全指示、军事夜视器材、半导体照明显示、人工智能光互联、激光雷达光传感相关领域的应用进展。针对传统硫化物发光材料稳定性能差含放射性元素的弊端，团队发明了多稀土离子激活的铝酸盐及新型硅酸盐蓄光发光材料并产业化，实现了无放射性新一代蓄光发光材料的技术突破。相较于硫化物材料，其发光强度提升 10-30 倍，余辉时间延长 10 倍以上，构建了多光色、环境友好的新一代稀土蓄光发光材料体系，解决了长期困扰业界的技术难题。在建筑装饰、交通运输、军事设施、消防安全、日用生活品等领域广泛应用，并由此形成了发光产业链，国内外市场前景广阔。尤其是在关系到人民生命财产安全的消防安全领域中发挥着重要的作用。在此基础上，团队围绕半导体照明关键发光材料技术，利用阳离子替换影响发光中心产生电子云扩大效应和[SiO4]4-阴离子基团多种组合改变晶场环境，发明稀土Eu2+掺杂的焦硅酸盐、正硅酸盐和多氧硅酸盐系列LED照明用发光材料，打破国外技术专利垄断，形成了全光谱绿色照明新的技术路线，推动了我国半导体照明产业高质量快速发展。在半导体发光芯片方面，团队发明并改进了包括半导体发光芯片复合氧化层及缓变应力结构、超晶格异质结构的集成技术。为光通信、光传感、人工智能光互联以及激光雷达等前沿应用领域做了积极探索。