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陈长清 戴江南课题组为海洋一号C卫星(HY-1C)提供核心第三代半导体材料
日期:2019-06-10

       新闻网讯(通讯员 冀娴贤)6月3日,武汉光电国家研究中心戴江南研究员收到来自中科院上海技术物理研究所(HY-1C卫星主导完成单位)的证明祝贺材料,这意味着其团队提供的核心半导体材料:面向航天用AlGaN基半导体紫外探测器结构材料的研制及在海洋一号C卫星中的应用经受住了验证和考验。


       2018年9月7日,恰逢第一颗风云卫星升空三十周年,海洋一号C卫星在太原发射成功。卫星上共配置有海洋水色水温扫描仪、海岸带成像仪、紫外成像仪、星上定标光谱仪和船舶自动识别系统五大载荷。


由武汉光电国家研究中心陈长清、戴江南课题组研制提供核心材料的紫外成像仪9月10日上午开机成像,图像层次丰富、细节清晰、动态范围覆盖宽、符合预期效果,紫外探测器工作状态稳定。海洋一号C卫星采用成熟的CAST2000小卫星平台,具备±25°侧摆机动能力和±20°俯仰机动能力,设计寿命5年。

海洋一号 C卫星平台与星上5个载荷全部开机且运行正常,自发射成功起,将对卫星进行为期不少于半年的在轨测试。

截止到2019年06月03日,该卫星进行为期近9个月的在轨测试,卫星在轨状态良好,载荷运行正常。


2018.09.27 HY-1C卫星紫外成像仪(UVI)287轨实传图像

紫外成像仪是根据海洋目标的高灵敏度、大动态、宽视场、空间紫外成像的国家海洋局用户需求,基于东方红卫星平台研制的一种新型的推扫式海洋紫外成像仪。具有紫外双波段、兼顾高灵敏度和大动态范围、大视场观测、不需要低温制冷、轻量高效的特点;大视场望远镜组合拼接技术实现对海洋目标的高时间覆盖观测。陈长清、戴江南团队研发的第三代半导体材料AlGaN基宽禁带材料是此次发射成功的HY-1C卫星紫外成像仪的核心材料。

“一代材料,一代器件,一代装备,一代应用。”谁掌握了核心材料,谁就掌握了话语权。在材料领域,第三代半导体材料及其应用成为各国战略竞争新的制高点,是全球半导体技术研究前沿和新的技术竞争焦点,美、日、欧等发达国家已将第三代半导体材料列入国家计划,我国也将其列为国家“科技创新 2030”重大项目中“重点新材料研发及应用”的重要方向,以奋力完成2030年建设世界材料大国的发展目标。与在第一代、第二代半导体材料及集成电路产业上的多年落后国际先进水平的形势不同,我国在第三代半导体领域的研究工作一直紧跟世界前沿,与国际先进水平差距不大,已经发展到了从跟跑模仿到并驾齐驱、进而可能在部分领域获得领先和比较优势,并且有机会实现超越。

AlGaN(AlN、GaN)基第三代半导体材料是一种直接带隙的宽禁带半导体材料,具有击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小、耐高温、抗辐照等优异性能。其禁带宽度可通过改变Al元素的掺入量从3.4 eV(GaN)到6.2 eV(AlN)连续可调,实现365 nm到200 nm光谱范围内的紫外发光及探测,是制备紫外发光二极管(LED),紫外激光二极管(LD)和日盲紫外探测器(PD)的理想材料,在杀菌消毒、空气净化、生化探测、非视距通信等国民经济领域以及深空探测、激光武器、军事预警等国防战略需求方面都有着广泛的应用前景。

陈长清、戴江南先进半导体材料与器件团队成立近11年以来,一直专注于AlGaN基宽禁带半导体材料生长与器件研究。团队近三年承担了国家重点研发计划“战略性先进电子材料”专项课题3项(宽禁带半导体雪崩光电探测器外延关键技术2016YFB0400901;氮化物半导体异质结构的多波段新功能光电器件2018YFB0406602;第三代半导体固态紫外光源材料及器件关键技术2016YFB0400804))。团队目前已首次成功外延出10μm厚高质量AlN宽禁带半导体外延薄膜材料,其XRD摇摆曲线(002)/(102)面半高宽分别低至165/185 arcsec,达到国际先进水平(Appl. Phys. Lett.114, (2019) 042101),为器件制备打下了坚实材料基础。


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