打破国外技术垄断汽车LED大灯将用上武大技术

2021-10-24 14:52

  楚天都市报5月9日讯(记者柯称 通讯员吴江龙)亮度高、能耗低、造型酷——轿车LED大灯越来越受欢迎,逐渐从高端车型普及到一般车型上。不过,相比本来的卤素灯泡,质量上乘的LED大灯价格高了不少,这背后,核心技能被国外三大公司独占是主要原因之一。日前,武汉大学动力与机械学院副教授周圣军团队的一项研讨成果,宣布在光学领域闻名期刊《光学快报》上。它突破了大功率倒装结构LED芯片“卡脖子”技能问题,有望让国产产品在商场上占有一席之地。

  LED灯现已十分普及,为何用在车上就存在技能难题?周圣军介绍,车灯及表演照明等特种照明,需要更高的亮度、更好的散热功能以及更久的使用寿命。一般的正装LED芯片不能满意这些技能要求,需要使用倒装结构芯片来进步发光功率和散热功能。

  “芯片倒装并非简略地调个方向,还需要处理高反射率金属电极、电流集合等问题。”周圣军解说,高反射率金属电极就比如在LED芯片背部装一面镜子,让射向底部的光被镜子反射向照明方向。以往选用银和钛钨的组合来实现,但是时间一长“镜子”外表就会发生裂纹,影响反射率。周圣军在钛钨中插入3层延展性很好的金属铂,制成能长期坚持润滑的“镜子”,处理了这一问题。

  另外,LED芯片原有的蓝宝石衬底,倒装后变成了出光面,润滑的外表相反变为了坏事,它会发生全反射现象,导致芯片的光提取功率低。周圣军选用光刻技能在蓝宝石外表形成微纳米结构,将蓝宝石外表变粗糙,使LED芯片的光提取功率达到90%。针对电流集合问题,他还研宣布三维通孔接触式电极结构,提升LED芯片电流扩展均匀性,使蓝光LED芯片的饱和光输出电流进步到本来的两倍,打破了日本日亚、德国欧司朗、美国Lumileds公司对车用LED芯片的技能独占。

  “一颗传统LED芯片出厂价几毛钱,高端倒装LED芯片能卖几块钱,这也是高端车的大灯价格昂贵的原因。”周圣军认为,他的研讨成果能够让LED车灯换上“我国芯”,去抢占这个数十上百亿的商场,也有助于下降产品价格。

  现在,该项研讨课题得到国家自然科学基金重点项目、湖北省杰出青年基金的赞助,成果已在国内几家厂商得到使用。科技成果如此快速转化,与周圣军的学术研讨阅历有着很大联系。

  本来,周圣军2005年读硕士研讨生时开端LED领域研讨,2011年从上海交通大学博士结业后,与几名科研伙伴在广东创办了公司。公司效益不错,但他发现和国外一流公司相比,他们的产品技能含量还有待进步,“有时候一项技能不过关,会直接带来千万级的丢失。”

  2014年,他决议回到科研单位,继续公关技能难题。在美国密歇根大学做了一年研讨后,他回国进入武汉大学,此后研讨出了被闻名学者日本大阪大学Fujiwara教授点评为世界上外量子功率最高的绿光LED芯片,高外量子功率紫外LED芯片研讨成果多次被诺贝尔奖得主、中科院院士、跨国公司技能主管等人引用。“周教师擅长将理论研讨成果与企业实际出产相结合,他的研讨和授课都十分靠近高科技出产领域,让我们能赶快成长为理论基础扎实、实践经验丰富的人才。”周圣军现在带的硕士研讨生徐浩浩说。

  周圣军,1983年生,湖北天门人,从事GaN基紫外/蓝光/绿光LED芯片规划与制造技能研讨和产业化工作。主持国家自然科学基金、湖北省杰出青年基金、国家重点研制方案子课题、863重大项目子课题等项目,在世界威望期刊宣布SCI论文42篇,主编学术专著1部,获授权我国发明专利8项。2015年当选武汉大学“珞珈青年学者”,2016年当选湖北省“楚天学者方案”,2018年获湖北省杰出青年基金。

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