人物專訪丨浙江大學(xué)何海平教授——明星材料鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化之路
2022年是光伏元年，鈣鈦礦作為非常有潛力的光伏材料，也在繼續(xù)收獲著各大資本的關(guān)注熱度。本期卓立漢光《視點(diǎn)前沿》欄目組邀請(qǐng)到來(lái)自浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，一直從事氧化鋅、鹵化物鈣鈦礦等半導(dǎo)體發(fā)光材料與器件研究的何海平教授，做客我們的直播間，為大家分享鈣鈦礦在明星材料光環(huán)下的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)。
浙江大學(xué)何海平老師（左）與北京卓立漢光北京卓立漢光儀器有限公司副總經(jīng)理董磊（右）
致力于半導(dǎo)體光電研究的院士課題組
何海平教授來(lái)自浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院葉志鎮(zhèn)院士課題組，葉院士課題組主要從事半導(dǎo)體光電薄膜的研究。何海平老師的研究方向則為從事氧化鋅、鈣鈦礦這些半導(dǎo)體的發(fā)光材料器件，主要致力于把科研成果轉(zhuǎn)化成實(shí)用型的產(chǎn)品，從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用終端。
以應(yīng)用為導(dǎo)向，鈣鈦礦可持續(xù)收獲資本及研究熱度
鈣鈦礦作為近年來(lái)迅速發(fā)展的新型半導(dǎo)體光電材料，已經(jīng)在科研界火了很長(zhǎng)一段時(shí)間，是什么原因讓它可以保持如此高的關(guān)注度呢？何海平老師從2013年進(jìn)入鈣鈦礦領(lǐng)域，至今已有近十年的有科研經(jīng)驗(yàn)。他認(rèn)為，鈣鈦礦是從光伏開(kāi)始熱門起來(lái)的，而今年是鈣鈦礦的光伏元年，各大資本對(duì)鈣鈦礦特別關(guān)注，鈣鈦礦也非常有希望走向產(chǎn)品化。何老師主要從事鈣鈦礦發(fā)光的研究，鈣鈦礦作為L(zhǎng)ED顯示材料，其發(fā)光效率也在短短的幾年內(nèi)突飛猛進(jìn)，達(dá)到90%以上，壽命也有很大的提升。所以何老師還是比較看好鈣鈦礦良好的應(yīng)用前景，他認(rèn)為鈣鈦礦在科研界熱度應(yīng)該還能繼續(xù)維持。目前的瓶頸*主要的還是穩(wěn)定性問(wèn)題，因?yàn)殁}鈦礦本身在環(huán)境中，比如光照和電場(chǎng)下具有不穩(wěn)定性，所以近年有大量研究工作在如何改善穩(wěn)定性能上，目前已經(jīng)有了一些解決方案。在發(fā)光性能方面也有很好的進(jìn)展，從*開(kāi)始的器件只能點(diǎn)亮幾秒鐘。幾分鐘，到現(xiàn)在的幾百甚至超過(guò)一萬(wàn)小時(shí)。談到實(shí)際應(yīng)用，何老師說(shuō)雖然把實(shí)驗(yàn)室中結(jié)果，應(yīng)用到具體的器件和放大到批量生產(chǎn)中，還是有很長(zhǎng)的路要走， 但是他們對(duì)此充滿希望。
積極搭建科技成果轉(zhuǎn)化的橋梁，布局鈣鈦礦新型顯示應(yīng)用戰(zhàn)略
鈣鈦礦發(fā)光材料的產(chǎn)業(yè)化，*早之前是北京理工大學(xué)的的鐘海政老師，通過(guò)成立公司去推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。而在去年何老師課題組的葉院士到浙大新成立的溫州研究院擔(dān)任院長(zhǎng)，在此機(jī)緣下成立了溫州研究院，初衷也是為了科技成果的轉(zhuǎn)化搭建橋梁，溫州市政府也特別支持。他們也成立了浙江鋅芯鈦晶科技有限公司，鋅芯鈦晶專注于鈣鈦礦發(fā)光新材料與先進(jìn)顯示應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研發(fā)低成本、高性能的主動(dòng)發(fā)光顯示屏產(chǎn)品。目前產(chǎn)品涵蓋鈣鈦礦量子點(diǎn)材料、熒光粉、擴(kuò)散板、LED顯示陣列等，致力打破鈣鈦礦材料的技術(shù)壁壘，為下一代顯示技術(shù)提供關(guān)鍵材料與元器件。何老師介紹道：“我們主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用，第一個(gè)是光致發(fā)光，即光轉(zhuǎn)換器件，更長(zhǎng)遠(yuǎn)的方向是要把LED做進(jìn)去。當(dāng)然還有很長(zhǎng)的路要走，這一年多來(lái)我們也在持續(xù)努力，也取得不錯(cuò)進(jìn)展，包括把鈣鈦礦量子點(diǎn)放大到十升量級(jí)，相當(dāng)具備可大規(guī)模制備的能力，合成出來(lái)的量子點(diǎn)的發(fā)光效率依然能在90%以上。熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性都較之前有很大提升，在葉院士帶領(lǐng)下，我們也算是較早把發(fā)光產(chǎn)品推向應(yīng)用的團(tuán)隊(duì)。”
浙江大學(xué)溫州研究院
超快壽命成像研究，從科學(xué)層面解決實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題
何海平老師研究的鈣鈦礦材料，在大電流注入下經(jīng)常會(huì)涉及俄歇復(fù)合問(wèn)題，鈣鈦礦還有放大自發(fā)輻射（ASE）的效應(yīng)，俄歇復(fù)合的壽命和激射的壽命都是非常短的，大約在幾十皮秒左右甚至更短。此外課題組還有老師在做寬禁帶半導(dǎo)體，發(fā)光壽命也在也幾十皮秒到百皮秒之間。為了滿足研究的需求，去年溫州研究院成立溫州市光電及納米材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之后，何老師從卓立漢光公司購(gòu)買了一套搭建了條紋相機(jī)的超快顯微熒光壽命成像系統(tǒng)，用于超快過(guò)程的機(jī)理研究。關(guān)于這套系統(tǒng)，何老師這么說(shuō)，“我們?cè)阝}鈦礦研究中會(huì)碰到俄歇復(fù)合問(wèn)題，而實(shí)際的LED在工作地時(shí)候，它的效率和工作壽命都可能與俄歇復(fù)合過(guò)程有關(guān)，所以需要我們從科學(xué)上先去理解，才能從實(shí)際上去解決它。”
浙江大學(xué)溫州研究院超快時(shí)間分辨顯微光譜系統(tǒng)
因儀器而結(jié)緣，對(duì)國(guó)產(chǎn)儀器的更多期待
何老師與卓立漢光公司的緣分始于2006年，不論是購(gòu)買光譜儀還是后來(lái)自己搭建光譜設(shè)備過(guò)程，都與卓立漢光的工程師們進(jìn)行著密切的合作，對(duì)我們的產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)都有長(zhǎng)時(shí)間的體驗(yàn)。何老師評(píng)價(jià)說(shuō)，“卓立漢光確實(shí)是國(guó)內(nèi)做得很不錯(cuò)的公司。卓立致力于要做很好的國(guó)產(chǎn)儀器，這個(gè)目標(biāo)非常好，尤其是在目前的國(guó)際形勢(shì)下。國(guó)內(nèi)儀器的技術(shù)水平已經(jīng)上來(lái)了，價(jià)格也相對(duì)親民，另外在采購(gòu)的程序上國(guó)產(chǎn)儀器簡(jiǎn)便很多，無(wú)需報(bào)關(guān)申請(qǐng)免稅。對(duì)于一些新成立的研究機(jī)構(gòu)，沒(méi)有免稅的資質(zhì)，所以還買不了進(jìn)口儀器。而在后期的維護(hù)和服務(wù)上，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的服務(wù)和響應(yīng)更快，為科研帶來(lái)更大的便利。我們也非常希望國(guó)產(chǎn)設(shè)備能盡快做得越來(lái)越好，讓我們的科研也能受益更多。”
結(jié)束語(yǔ)
正如何老師所說(shuō)，科技成果產(chǎn)業(yè)化還有很長(zhǎng)的道路要走，但是他們已經(jīng)搭建好了橋梁。我們也相信，在葉院士和何老師團(tuán)隊(duì)的努力下，進(jìn)行科技成果轉(zhuǎn)化的浙江鋅芯鈦晶科技有限公司的發(fā)展會(huì)越來(lái)越好，高性能的鈣鈦礦顯示產(chǎn)品也會(huì)離我們?cè)絹?lái)越近。
何海平老師簡(jiǎn)介
何海平：浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，半導(dǎo)體材料研究所副所長(zhǎng)。1998年獲中國(guó)科技大學(xué)材料物理學(xué)士，2004年獲中國(guó)科技大學(xué)凝聚態(tài)物理博士。2004年進(jìn)入浙江大學(xué)材料學(xué)院工作至今，期間于2009-2010年赴香港城市大學(xué)作訪問(wèn)學(xué)者。
一直從事氧化鋅、鹵化物鈣鈦礦等半導(dǎo)體發(fā)光材料與器件研究，近年來(lái)主持國(guó)家基金面上項(xiàng)目、浙江省基金等多項(xiàng)課題，作為子課題負(fù)責(zé)人參加國(guó)家自然科學(xué)基金重大集成項(xiàng)目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等。迄今發(fā)表SCI論文200余篇，包括Nature Communications、Science Advances、Advanced Materials等**期刊。論文被SCI他引5300余次, H因子43。3篇論文被Small、J. Mater. Chem. C等選為封面文章。授權(quán)中國(guó)發(fā)明 **近10件。作為主要成員獲浙江省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。擔(dān)任Nature, Advanced Materials, Materials Today等**期刊審稿人，任Coatings期刊編委。
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