先進(jìn)電子材料指南

1、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“性先進(jìn)電子材料”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2016年度項(xiàng)目申報(bào)指南依據(jù)國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020 年）科技部會(huì)同專(zhuān)項(xiàng)涉及的主要部門(mén)組織開(kāi)展了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃性先進(jìn)電子材料重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施方案編制工作，在此基礎(chǔ)上啟動(dòng)本專(zhuān)項(xiàng)2016 年首批項(xiàng)目，并發(fā)布本指南。本專(zhuān)項(xiàng)總目標(biāo)是：面向國(guó)家在節(jié)能環(huán)保、智能制造、新一代信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)π韵冗M(jìn)電子材料的迫切需求，支撐“中國(guó)制造 2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國(guó)家目標(biāo)，瞄準(zhǔn)全球技術(shù)和產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，抓住我國(guó)“換道超車(chē)”的歷史性發(fā)展機(jī)遇，以第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、新型顯示為，以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點(diǎn)，通過(guò)體制機(jī)制創(chuàng)新

2、、跨界技術(shù)整合，構(gòu)建基礎(chǔ)研究及前沿技術(shù)、共性、典型應(yīng)用示范的全創(chuàng)新鏈，并進(jìn)行組織實(shí)施。培養(yǎng)一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，培育一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，形成各具特色的產(chǎn)業(yè)。本專(zhuān)項(xiàng)圍繞第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、新型顯示、大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料 4 個(gè)方向部署 35 個(gè)任務(wù)，專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施 5 年，即 20162020 年。按照重點(diǎn)突出、分步實(shí)施的原則，2016 年首批啟動(dòng) 4 個(gè)方向中的 15 個(gè)任務(wù)，共設(shè) 23 個(gè)項(xiàng)目。具體如下：11、第三代半導(dǎo)體材料及半導(dǎo)體照明1.1大失配、強(qiáng)極化第三代半導(dǎo)體材料體系外延生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和載流子調(diào)控規(guī)律研究?jī)?nèi)容：研究 AlN/高 Al 組分 AlGaN

3、及其量子結(jié)構(gòu)、InN/高 In 組分 InGaN及其量子結(jié)構(gòu)的外延生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和缺陷調(diào)控規(guī)律、光電性質(zhì)及載流子調(diào)控規(guī)律；研究藍(lán)光波段高質(zhì)量量子阱的外延生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，發(fā)展內(nèi)量子效率、光提取效率的新機(jī)制、新效應(yīng)和新方法；研究核/殼結(jié)構(gòu)量子阱、金屬納米結(jié)構(gòu)耦合量子阱及其光電性質(zhì)；研究半/非極性量子結(jié)構(gòu)的外延生長(zhǎng)、缺陷控制及其光電性質(zhì)。研究 Si 襯底和其它大失配襯底上 GaN 基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的外延生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和缺陷調(diào)控規(guī)律；研究 GaN 基異質(zhì)結(jié)構(gòu)中點(diǎn)缺陷性質(zhì)及其新型表征；研究強(qiáng)電場(chǎng)流子輸運(yùn)性質(zhì)和熱電子/熱聲子馳豫規(guī)律；研究表面/界面局域態(tài)、體缺陷態(tài)對(duì) GaN 基異質(zhì)結(jié)構(gòu)及電子器件性能的影響機(jī)制和規(guī)律。考核指

4、標(biāo)：AlN 外延層位錯(cuò)密度低于 1107cm-2，深紫外波段量子阱發(fā)光內(nèi)量子效率大于 50%；InN 室溫電子遷移率大于 4000 cm2/Vs；綠光波段量子阱發(fā)光內(nèi)量子效率大于 50%；藍(lán)光波段內(nèi)量子效率大于 90%；非/半極性面量子阱發(fā)光內(nèi)量子效率大于 50%；核/殼結(jié)構(gòu)量子阱Droop 效應(yīng)小于 10%。Si 襯底上 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)二維電子氣室溫遷移率大于 2300 cm2/Vs；InAlN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)二維電子氣室溫遷移率大于 2200 cm2/Vs；掌握強(qiáng)電場(chǎng)流子輸運(yùn)和熱電子/熱聲子馳2豫規(guī)律，掌握有效控制 GaN 基異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面/界面局域態(tài)的方法，明確影響和電子器

5、件可靠性的物理機(jī)制。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 20 項(xiàng)，50 篇。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)1.2面向下一代移動(dòng)通信的 GaN 基射頻器件及系統(tǒng)應(yīng)用研究?jī)?nèi)容：研究半絕緣 SiC 襯底上高均勻性、高耐壓、低漏電 GaN 基異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延生長(zhǎng)；設(shè)計(jì)和研制高工作電壓、高功率、高效率、高線性度GaN 基微波功率器件；研發(fā)低柵漏電流、低電流崩塌效應(yīng)、低接觸電阻 GaN 基器件工藝與提高成品率的規(guī)模技術(shù)及其可靠性技術(shù)；研究高熱導(dǎo)率封裝基材與高頻低損耗封裝技術(shù)；開(kāi)展 GaN 基射頻電子器件在移動(dòng)通信寬帶、高效率放大設(shè)備上的應(yīng)用研究。考核指標(biāo)：4 6 英寸半絕緣 SiC 襯底上 GaN 基異質(zhì)結(jié)構(gòu)漏電小

6、于 10A/mm，二維電子氣室溫遷移率大于 2300 cm2/Vs，方塊電阻小于 300/sq；分別研制出高性能的高效器件、寬帶器件和頻器件，高效器件工作頻率 2.6 GHz、功率大于 330 W、效率高于 70%，寬帶器件工作頻率 1.82.2 GHz、功率大于 330 W、效率高于 60%，頻器件工作頻率 3080 GHz、帶寬大于 5 GHz、脈沖功率大于 10 W、效率高于 28%；研制出基于 GaN 射頻器件的高線性度功率放大器系統(tǒng)3和多載波聚合功放系統(tǒng)，在移動(dòng)通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)批量應(yīng)用。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 50 項(xiàng)，30 篇，2020 年帶動(dòng)行業(yè)新增產(chǎn)值 20 億元。實(shí)施年限：4 年

7、擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)有關(guān)說(shuō)明：企業(yè)牽頭申報(bào)，自籌和專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)比例不低于 1:1。1.3 SiC 電力電子材料、器件與模塊及在電力傳動(dòng)和電力系統(tǒng)的應(yīng)用示范1.3.1 中低壓碳化硅材料、器件及其在電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備中的應(yīng)用示范研究?jī)?nèi)容：研究 6 英寸低缺陷低阻碳化硅單晶材料生長(zhǎng)及高均勻度外延關(guān)鍵技術(shù)；開(kāi)展 6001700V 碳化硅 MOSFET 器件設(shè)計(jì)仿真及工藝技術(shù)的研究；突破多均流等關(guān)鍵封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)碳化硅全橋功率模塊；研制基于全碳化硅器件的電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線和有線充電裝備，并開(kāi)展示范應(yīng)用?？己酥笜?biāo)：碳化硅單晶材料直徑不低于 6 英寸，微管密度不高于 0.5 個(gè)/cm2，電阻率不高于 30m(cm；實(shí)現(xiàn)

8、 6 英寸 n 型外延材料，表面缺陷密度5 cm-2、外延厚度 200 m，實(shí)現(xiàn) p 型重?fù)诫s外延材料；碳化硅 MOSFET容量不低于 1200V100A，模塊容量不低于 1200V200A；無(wú)4線充電裝備容量不低于 60kW，總體效率不低于 92%，有線充電裝備容量不低于 400kW，總體效率不低于 96%。預(yù)期成果：打造全SiC 技術(shù)研發(fā)和，培養(yǎng)一批領(lǐng)軍，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 50 項(xiàng)，25 篇，2020 年帶型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)動(dòng)行業(yè)新增產(chǎn)值 150 億元。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)有關(guān)說(shuō)明：企業(yè)牽頭申報(bào)，自籌和專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)比例不低于 1:1。1.3.2 高壓大功率碳化硅材料、器件及其在電力電子變壓

9、器中的應(yīng)用示范研究?jī)?nèi)容：研究基于 6 英寸碳化硅襯底的厚外延技術(shù)；開(kāi)展 3.36.5kV 碳化硅 MOSFET 器件設(shè)計(jì)仿真及工藝技術(shù)的研究；突破碳化硅器，實(shí)現(xiàn)大容量碳化硅功率器件和模塊；掌握 SiC件高壓封裝器件及模塊測(cè)試檢驗(yàn)技術(shù)；研制基于全碳化硅器件的電力電子變壓器，并在柔性變電站中開(kāi)展示范應(yīng)用?？己酥笜?biāo)：碳化硅 MOSFET容量不低于 6.5kV25A，模塊容量不低于6.5kV400A；柔性變電站電壓不低于 35kV，容量不小于 5MW。預(yù)期成果：SiC 技術(shù)研發(fā)打造全和，培養(yǎng)一批領(lǐng)軍5，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 50 項(xiàng)，25 篇，2020 年帶型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)動(dòng)行業(yè)新增產(chǎn)值 150 億元。實(shí)施年限：5

10、 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)有關(guān)說(shuō)明：企業(yè)牽頭申報(bào)，自籌和專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)比例不低于 1:1。1.4高品質(zhì)、全光譜半導(dǎo)體照明材料、器件、燈具制造技術(shù)1.4.1高品質(zhì)、全光譜半導(dǎo)體照明材料、器件與燈具制造技術(shù)研究研究?jī)?nèi)容：研發(fā)基于藍(lán)光 LED 激發(fā)多種熒光粉的全光譜白光半導(dǎo)體照明材料、器件、模組和燈具技術(shù)；研發(fā)藍(lán)、綠、黃、紅四基色半導(dǎo)體照明材料、器件、模組和燈具技術(shù)。考核指標(biāo)：在電流密度 20 A/cm2 注入下，藍(lán)光（4555nm）LED 功率效率70%，泛綠光（4905nm）LED 功率效率55%，綠光（5205nm）LED 功率效率45%,（5705nm）LED 功率效率25%, 紅光（6255nm）

11、LED 功率效率55%，基于 LED 和熒光粉的全光譜白光顯色指數(shù)90、流明效率110 lm/W。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 50 項(xiàng)；30 篇；帶動(dòng)行業(yè)新增產(chǎn)值 200 億元。6實(shí)施年限：4年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)1.4.2高效大面積 OLED 照明器件的及生產(chǎn)示范研究?jī)?nèi)容：研究適用于高亮度照明條件下的 OLED 新型材料和高效長(zhǎng)疊層器件結(jié)構(gòu)；研究高亮度大面積條件下 OLED 電荷輸運(yùn)機(jī)制、激子機(jī)理；研發(fā)大面積 OLED 照明復(fù)合機(jī)理、發(fā)光材料和器件界面的器件的及應(yīng)用?？己酥笜?biāo)：在 1000 cd/m2 條件下，OLED 小面積器件光效達(dá)到 200 lm/W，顯色指數(shù)達(dá)到 80；100100 mm

12、2 的白光 OLED 面板光效達(dá)到 150lm/W；顯色指數(shù)達(dá)到 90，半命超過(guò) 1 萬(wàn)小時(shí)；建成 1 條 OLED照明生產(chǎn)示范線。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 50 項(xiàng)；30 篇。實(shí)施年限：4 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)1.5第三代半導(dǎo)體固態(tài)紫外光源與紫外探測(cè)材料與器件關(guān)鍵技術(shù)1.5.1第三代半導(dǎo)體固態(tài)紫外光源與器件研究?jī)?nèi)容：面向空氣和水凈化、生化監(jiān)測(cè)和高密度等應(yīng)用，研究高質(zhì)量高 Al 組分 AlGaN 材料外延、高效 n/p 型摻雜和量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光特性7調(diào)控技術(shù)；研究 AlGaN 基深紫外 LED的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)及出光模式，實(shí)現(xiàn)高光功率、低工作電壓的有效方法；研究深紫外的先進(jìn)封裝技術(shù)及關(guān)鍵材料，

13、實(shí)現(xiàn)低熱阻、高可靠性、高光LED提取效率的深紫外 LED 器件；研究 AlGaN 基紫外激光二極管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)?？己酥笜?biāo)：研制出發(fā)光波長(zhǎng)小于280 nm 的深紫外LED，100 mA 電流下光功率大于30 mW；面向空氣和水資源凈化，開(kāi)發(fā)出35 種深紫外光源模組、產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)；研制出波長(zhǎng)小于260 nm 的泵浦深紫外光源，輸出功率大于150 mW；實(shí)現(xiàn)UVB波段激光二極管的電注，UVA波段激光二極管實(shí)現(xiàn)峰值脈沖功率大于20 W。入預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 25 項(xiàng)，15 篇，帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)新增產(chǎn)值50 億元。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)1.5.2第三代半導(dǎo)體紫外探測(cè)材料與器件研究

14、內(nèi)容：面向量子信息、醫(yī)學(xué)成像、探測(cè)和國(guó)防等應(yīng)用，研究高增益、低噪音 AlGaN 基日盲雪崩光電探測(cè)器、SiC 紫外單光子探測(cè)器及多元成像器件的材料外延、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)終端技術(shù)和單光子測(cè)試方法；研究紫外單光子探測(cè)器件的驅(qū)動(dòng)和讀出電路。8考核指標(biāo)：研制出室溫下單光子探測(cè)效率大于10%、暗計(jì)數(shù)率低于3 Hz/m2的紫外單光子探測(cè)器及多元成像器件；實(shí)現(xiàn)雪崩增益大于105、雪崩點(diǎn)暗電流低于1 nA的日盲雪崩光電探測(cè)器。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 25 項(xiàng)，15 篇。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2、新型顯示2.1印刷顯示新型材料及顯示視覺(jué)健康研究2.1.1新型發(fā)光材料與器件研究?jī)?nèi)容：研究新一代

15、有機(jī)發(fā)光材料、主體材料的設(shè)計(jì)及其，研究新概念顯示器件發(fā)光與顯示機(jī)理，研究新型器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究噴墨印刷、薄膜封裝等器件工藝開(kāi)發(fā)，建立材料與器件表征測(cè)試、檢價(jià)體系，構(gòu)建新一代顯示知識(shí)體系?？己酥笜?biāo)：新一代有機(jī)發(fā)光材料紅光效率超過(guò) 25 cd/A、1000下半命 1.5 萬(wàn)小時(shí)，綠光效率達(dá) 75 cd/A、1000下半命 2 萬(wàn)小時(shí)，藍(lán)光效率達(dá) 12 cd/A、1000下半命 3 千小時(shí)。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 7 項(xiàng)，20 篇。實(shí)施年限：4 年9擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2.1.2印刷 TFT 材料與器件研究?jī)?nèi)容：研究印刷 TFT 的半導(dǎo)體、絕緣層和電極材料，研究載流子輸運(yùn)和調(diào)控機(jī)制。研究印刷 T

16、FT 薄膜和窄線寬電極工藝，優(yōu)化印刷TFT 器件結(jié)構(gòu)和工藝，研究印刷 TFT 的光電穩(wěn)定性，研制高遷移率、高開(kāi)關(guān)比的印刷 TFT 器件?？己酥笜?biāo)：印刷 TFT 陣列閾值電壓小于 2 V，電流開(kāi)關(guān)比 107，遷移率 15cm2/Vs。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 7 項(xiàng)，15 篇。實(shí)施年限：4 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2.1.3新型顯示視覺(jué)健康研究研究?jī)?nèi)容：研究顯示器件光電參數(shù)、顯示圖像內(nèi)容屬性、條件與者視功能、腦電信號(hào)、生理參數(shù)、心理反應(yīng)的作用和影響規(guī)律，研究視覺(jué)疲勞的形成機(jī)制，從心理與生理角度探索顯示與視覺(jué)健康機(jī)理。開(kāi)發(fā)顯示視覺(jué)健康測(cè)量?jī)x器設(shè)備，建立顯示視覺(jué)健康的評(píng)價(jià)方法和測(cè)量規(guī)范?？己酥笜?biāo)：研究顯

17、示器件光電特性與人眼視覺(jué)健康的關(guān)系與機(jī)理，完成顯示10器件視覺(jué)健康評(píng)價(jià)技術(shù)和測(cè)試規(guī)范，形成 3 件國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 6 項(xiàng)，15 篇。實(shí)施年限：4 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2.2印刷顯示關(guān)鍵材料與器件工藝及開(kāi)發(fā)2.2.1印刷 OLED 顯示與開(kāi)發(fā)研究?jī)?nèi)容：研究印刷 OLED 顯示關(guān)鍵材料，開(kāi)發(fā)可溶紅色磷光和綠色磷光體系、可溶藍(lán)色熒光體系、可溶可空穴傳輸材料、高性能電子傳輸材料和印刷電極材料。研究印刷 OLED 顯示的多層薄膜印刷與圖形化工藝以及電子墨水（INK）技術(shù)，研究印刷 OLED 器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)印刷 OLED 器件制作、封裝工藝。建設(shè) G4.5 印刷顯示工藝開(kāi)發(fā)。

18、考核指標(biāo)：印刷 OLED 紅光、綠光以及藍(lán)光效率分別超過(guò) 18 cd/A、60 cd/A和 8 cd/A，在 1000下的半命分別超過(guò) 2 萬(wàn)小時(shí)，3 萬(wàn)小時(shí)和5 千小時(shí)。印刷 OLED 顯示尺寸大于 30 英寸，分辨率達(dá) 3840(2160，亮度大于 250 cd/m2，大于 1 萬(wàn)小時(shí)。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 25 項(xiàng)，形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì) 2 個(gè)。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)有關(guān)說(shuō)明：企業(yè)牽頭申報(bào)，自籌和專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)比例不低于 1:1。2.2.2電子紙顯示關(guān)鍵材料與器件11研究?jī)?nèi)容：研究印刷電子紙顯示關(guān)鍵材料。研發(fā)高反射率三基色電子紙顯示的關(guān)鍵材料、顯示油墨、雙穩(wěn)態(tài)顯示穩(wěn)定性，開(kāi)發(fā)電極材

19、料及印刷型顯示功能層的制作技術(shù)，有源彩色電子紙顯示器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝、驅(qū)動(dòng)電路、封裝材料及柔性電子紙顯示面板制作等?？己酥笜?biāo)：電子紙顯示器尺寸 610 英寸，分辨率大于 200 dpi，驅(qū)動(dòng)電壓小于 15 V，響應(yīng)時(shí)間小于 100ms，彩色顯示色域大于 35%，功耗小于 30mW/英寸，大于 1 萬(wàn)小時(shí)。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 25 項(xiàng)，形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì) 2 個(gè)。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2.3量子點(diǎn)發(fā)光顯示關(guān)鍵材料與器件研究研究?jī)?nèi)容：研究高光效低成本紅、綠、藍(lán)量子點(diǎn)材料及新一代無(wú)鎘量子點(diǎn)材料技術(shù)，研究高性能載流子注入傳輸材料技術(shù)，研究適合印刷工藝的量子點(diǎn)分散工藝和量子點(diǎn) INK

20、體系，突破量子點(diǎn) INK 的調(diào)控技術(shù)。研究量子點(diǎn)電致發(fā)光顯示器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，開(kāi)發(fā)全彩印刷 QLED 器件制作工藝與封裝工藝，開(kāi)展工程化探索，形成專(zhuān)利布局?？己酥笜?biāo)：印刷 QLED 紅光材料、綠光材料和藍(lán)光材料半峰寬分別小于 3012nm、30 nm 和 25 nm，發(fā)光效率分別超過(guò) 18 cd/A、70 cd/A 和 7 cd/A，在 1000下半命分別超過(guò) 1 萬(wàn)小時(shí)、1 萬(wàn)小時(shí)和 3 千小時(shí)，成果須應(yīng)用到后續(xù)器件工藝項(xiàng)目刷 QLED 器件尺寸大于 30 英寸，分辨率達(dá) 3840 x2160，亮度大于250 cd/m2，顯示色域大于 100%，超過(guò) 1 萬(wàn)小時(shí)。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利

21、50 項(xiàng)，20 篇，形成若干技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2. 4面向激光顯示的關(guān)鍵材料與技術(shù)基礎(chǔ)研究研究?jī)?nèi)容：研究面向激光顯示的量子阱材料受激輻射機(jī)理及諧振腔中電子和光子相互作用機(jī)制，設(shè)計(jì)三基色半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，研究應(yīng)變、摻雜、極化、偏振、模場(chǎng)等控制機(jī)制；研究激光器時(shí)域/頻域/空域調(diào)控的限域諧振腔設(shè)計(jì)；研究材料生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，p 型摻雜及補(bǔ)償機(jī)理、波導(dǎo)層的缺陷及吸收損耗抑制，降低閾值，提高發(fā)光效率；研究激光器側(cè)壁及腔面的鈍化機(jī)制、大電流密度下歐姆接觸的熱學(xué)問(wèn)題，建立激光器失效模型，提高；研究激光顯示整機(jī)綜合設(shè)計(jì)理論；研究激光相干性與散斑效應(yīng)的量效關(guān)系；研究雙大色域信

22、號(hào)的獲取、編/及數(shù)字壓縮等原理和方法。研究成果須應(yīng)用到 2.5 任務(wù)的突破。13考核指標(biāo)：藍(lán)綠光 LD 材料吸收損耗10 cm-1，p-AlGaN 電阻率2 cm，p 型電極比接觸電阻率210-5 cm2，紅光（640nm）T090 K，激光顯示整機(jī)能效15 lm/W，提出理論解決方案，支撐激光顯示共性關(guān)鍵技術(shù)獲得突破性進(jìn)展，大幅半導(dǎo)體激光器及整機(jī)性能。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 5060 篇。項(xiàng)，實(shí)施年限：3 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)2.5激光顯示整機(jī)研發(fā)及表征評(píng)估研究?jī)?nèi)容：/大色域的整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；高效能光源模組、驅(qū)動(dòng)及熱管雙理技術(shù)；實(shí)時(shí)白平衡控制及色溫調(diào)控技術(shù)；實(shí)用化消散斑及勻場(chǎng)照明技術(shù)與器件；

23、高性能超短焦距鏡頭設(shè)計(jì)及相關(guān)材料與加工等關(guān)鍵技術(shù)；高性能光學(xué)微結(jié)構(gòu)投影屏幕材料設(shè)計(jì)與屏幕技術(shù)；激光顯示高畫(huà)質(zhì)圖像的顏色管理、帶寬壓縮及虛擬色彩等技術(shù)及軟硬件；低壓驅(qū)動(dòng)快響應(yīng)液晶分子材料設(shè)計(jì)與技術(shù)研究；研制綜合性能表征測(cè)試，在開(kāi)展整機(jī)研制優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)激光顯示關(guān)鍵材料與器件進(jìn)行定量表征與評(píng)估，建立光電性能機(jī)理模型，解決激光顯示問(wèn)題；開(kāi)展激光顯示?？己酥笜?biāo)：光源模組功率50 W，效率25%；色溫6500 K 可調(diào)；清鏡頭投射比0.21；屏增益1.3，視角160 度；照明均勻性90%、14光效90%；散斑對(duì)比度4%；雙/大色域 4K/10bit圖像編；液晶響應(yīng)速度2 ms，驅(qū)動(dòng)電壓10 V；整機(jī)亮度

24、4000 lm，對(duì)比度5000:1，色域覆蓋率160%（NTSC），清晰度 4K，電光效率13 lm/W，整機(jī)2 萬(wàn)小時(shí)。預(yù)期成果：形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì) 5 個(gè)，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 100 項(xiàng)，制定激光顯示技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)3.大功率激光材料與器件3.1大功率激光材料與器件中基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究研究?jī)?nèi)容：研究大尺寸、低損耗系數(shù)、波前畸變小的激光晶體材料的生長(zhǎng)機(jī)理及改進(jìn)方法；研究適用于激光及晶體冷卻的室溫膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱率高的散熱材料，探索熱流密度下的新型多效耦合散熱機(jī)制；研究新型高轉(zhuǎn)換效率、抗潮解的非線性激光晶體材料的生長(zhǎng)技術(shù)及膜系損傷機(jī)理與抑制方法；探索鈦寶石超快激光器新型泵浦

25、方式。考核指標(biāo)：Nd:YAG晶體尺寸 150200mm ， Yb/Nd:CaF2晶體尺寸20050mm，波前畸變0.1(/inch。晶體/測(cè)溫及控溫精度0.1 ， 1kW 負(fù)荷散熱裝置體積 0.2m3 。 LBO 晶體尺寸 1520020010mm3，YCOB 晶體尺寸15015010mm3，薄膜損傷閾值3GW/cm2，高效抗潮解 266nm 非線性晶體，KBBF 晶體 165nm 透過(guò)率35%，器件尺寸2462mm。波長(zhǎng) 155170nm 的寬調(diào)諧深紫外激光器，二極管直接泵浦鈦寶石超快激光器輸出功率5W。預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 30 項(xiàng)，60 篇。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)3.2大

26、功率光纖激光材料與器件研究?jī)?nèi)容：研究大模場(chǎng)高增益雙包層光纖技術(shù)、高濃度稀土離子均勻摻雜控制技術(shù)、光纖暗化機(jī)制及抑制技術(shù)、光纖老化與損傷機(jī)理及控制技術(shù)；高亮度半導(dǎo)體激光泵浦源光纖耦合技術(shù)、高損傷閾值的光纖光柵與光纖合束器、高功率包層功率剝離器等技術(shù)；高光束質(zhì)量半導(dǎo)體激光器及光子晶體激光器技術(shù)；高亮度半導(dǎo)體激光泵浦源光纖耦合；百瓦級(jí)單頻光纖激光器?？己酥笜?biāo)：出可承受萬(wàn)瓦級(jí)高功率的高增益大模場(chǎng)光纖，單臂承受功率2kW 的光纖合束器，衰減系數(shù)50dB 的千瓦級(jí)包層功率剝離器；功率2kW9xxnm、光纖直徑 200m、NA0.22 的光纖耦合半導(dǎo)體激光泵浦源，功率10W、150m2、2 萬(wàn)小時(shí)的高亮度半

27、導(dǎo)體；亮度100MW/cm2/Sr 的光子晶體激光器；線寬10kHz激光的百瓦級(jí)單頻光纖激光器。16預(yù)期成果：申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利 50 項(xiàng)，發(fā)布文章 20 篇。實(shí)施年限：3 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)4.高端光電子與微電子材料4.1低維半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及其4.1.1低維半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及光件研究研究?jī)?nèi)容：研究低維半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的外延生長(zhǎng)技術(shù)，研究高速直調(diào)可調(diào)諧激光器、無(wú)制冷高速直調(diào)激光器、中遠(yuǎn)紅外及 THz 半導(dǎo)體激光器、量子點(diǎn)激光器、微腔激光器的材料生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、能帶調(diào)控以及腔模控制和選模機(jī)制；研究激光材料與器件失效機(jī)理，提高器件工作穩(wěn)定性及服役。考核指標(biāo)：研制出無(wú)制冷直接調(diào)制速率25Gb/

28、s 的激光器，直接調(diào)制數(shù)率10Gb/s、波長(zhǎng)調(diào)諧范圍15nm 的可調(diào)諧激光器，室溫連續(xù)輸出功率大于 600 mW、波長(zhǎng) 814m 的紅外激光器；實(shí)現(xiàn)其在低能耗、高帶寬的接入網(wǎng)/傳輸網(wǎng)及空間通信中的應(yīng)用。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)4.1.2低維半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及光探測(cè)器件研究研究?jī)?nèi)容：17開(kāi)展-V 化合物半導(dǎo)體多波段光電探測(cè)器材料與器件研究，包性能短波面陣探測(cè)器、雙色量子阱面探測(cè)器、銻化物窄帶雙色紅外探測(cè)器、長(zhǎng)波及甚長(zhǎng)波銻化物探測(cè)器、APD 面陣面成像探測(cè)器、碲鋅鎘探測(cè)器材料與面陣以及多波長(zhǎng)高速光探測(cè)器等器件的外延材料生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、器件工藝。考核指標(biāo)：2.5m 10241024 室

29、溫探測(cè)器 D*51011 cmHzl/2W-1；640512雙色量子阱紅外探測(cè)器 D*11010 cmHzl/2W-1；820m 320256 銻化物探測(cè)器，工作溫度77K，D*11010 cmHzl/2W-1；1.55m 3232APD 探測(cè)器，蓋革模式光子探測(cè)效率15%，線性模式增益100、增益非均勻性30%；碲鋅鎘探測(cè)器面陣能量分辨率1.5%；波導(dǎo)型光探測(cè)器速率25Gb/s，響應(yīng)度0.8 A/W；APD 器件增益帶寬積200GHz。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)4.1.3高性能無(wú)源光電子材料與器件研究研究?jī)?nèi)容：研究可調(diào)濾波器材料、高速調(diào)制器材料與器件的設(shè)計(jì)制作技術(shù)；研究與 CMOS 兼容的無(wú)源光電子材料和結(jié)構(gòu)，分析無(wú)源光電子材料的影響，研制 CMOS 兼容的大耦合生長(zhǎng)與器件制作對(duì)集成電路容差光柵耦合器、光交叉連接器?？己酥笜?biāo)：18研制出插損低于 3dB 可調(diào)濾波器，調(diào)制速率50 Gb/s 的調(diào)制器；CMOS 兼容的光柵耦合器，耦合容差3m；光交叉連接器，層間光耦合度-30dB，耦合效率90%；研制出帶片上溫控電路的濾波器，實(shí)現(xiàn) 12 信道無(wú)源合波器，工作溫度范圍30C。實(shí)施年限：5 年擬支持項(xiàng)目數(shù)：1 項(xiàng)4.2高性能合金導(dǎo)電材料及其微細(xì)材加工研究?jī)?nèi)容：精密電子器件用超純銅銀合金的微合金化與軟化機(jī)