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新书访谈 | 专访《Ⅲ族氮化物发光二极管技术及其应用》作者李晋闽研究员
编辑说
每月新书--新书访谈致力于邀请各学科的作者为读者介绍最新出版的新书以及他们所在研究领域的工作。欢迎来到第二期新书访谈，Springer很荣幸邀请到李晋闽研究员来介绍由他与团队撰写的新书《Ⅲ族氮化物发光二极管技术及其应用》（点击标题进入图书主页）,以及Ⅲ族氮化物半导体材料器件研究过程和在应用方面如何给人们带去便利。
作者介绍
李晋闽, 研究员
中国科学院半导体研究所
中国科学院大学
半导体照明联合创新国家重点实验室
李晋闽研究员长期从事半导体材料与器件的研究，是中国科学院半导体研究所原所长，现任半导体照明联合创新国家重点实验室主任、国家半导体照明工程研发及产业联盟主席。他是我国半导体照明工程发起人之一，他的研究团队针对半导体照明产品光效低、寿命短、无标准三大核心瓶颈，历经十余年产学研联合技术攻关，形成自主可控的高光效长寿命半导体照明成套技术，关键指标达国际领先水平，实现全球最大规模LED芯片量产。研究成果在北京奥运会、人民大会堂、十城万盏、G20峰会场馆等多项重大工程进行示范应用，推动了半导体照明产品大规模推广与产业化快速发展，促进了我国照明产业转型升级和照明产品的更新换代，支撑了节能减排的国家战略。研究成果获国家科技进步一等奖、国家科技进步二等奖、国家技术发明二等奖。荣获何梁何利基金科学与技术创新奖等荣誉称号。
关于本书
英文著作《III-Nitrides Light Emitting Diodes: Technology and Applications》由李晋闽研究员和一批从事III族氮化物半导体材料器件的专家撰写。该书以作者及其研究团队十多年的研究成果为基础，结合国际上最前沿的研究进展和动态，从Ⅲ族氮化物发光二极管的材料外延、芯片制作、器件封装和系统应用等方面详细介绍了Ⅲ族氮化物LED的基本原理、材料性质、外延生长理论、多量子阱结构、量子效率提升技术、关键制备工艺、封装技术及可靠性分析，LED的应用及前沿技术等内容。
作者专访
Q：您这本书是关于氮化物LED技术，这项技术给人们的生活带来哪些改变？
与传统照明产品白炽灯或者节能灯相比，LED光效是节能灯的5倍、白炽灯的20倍。具有高效节能、绿色环保等特点，是比较理想的新一代人造光源。经过几十年的发展，基于III族氮化物LED的半导体照明技术取得长足进步，产品也获得广泛应用，可以说引领了人类照明技术的革命，对人类社会产生了巨大的影响。2014年诺贝尔物理奖授予了两位日本、一位美国科学家（日裔），也说明了这项技术获得了广泛的认可。我们经常提到LED要“基于照明、超越照明”，这是由于LED具有传统光源所不具备的独特优势，使得半导体照明产品在满足传统照明需求的基础上，还能享受到智慧照明、智能照明和可控性电子照明产品带给大家生活质量的提高和生活的便利。同时，LED在显示、通信、农业、医疗等领域也有广阔的应用前景，这也是传统照明技术所不具备的。例如，新冠病毒诊疗方案中明确指出，新冠病毒对紫外线敏感。结合LED轻便、小巧、节能、波长可调等特点，可以制备安全高效的杀菌产品。
Q：能否简要介绍一下我国半导体照明技术的现状和发展历程？
2003年，“十五”国家科技攻关计划紧急启动“国家半导体照明工程”，作为国家科技计划重点项目的总体专家组组长，我也参与到这项工作中。早期半导体照明提出建议的时候，半导体照明产品的价格比现在要贵到100多倍，并且严重依赖进口。为了让LED替代原有光源，需要提升LED的光效，降低LED价格。围绕上述目标，在国家科技计划的持续支持下，我国科研人员从关键设备、半导体材料、芯片、封装等方面开展了全链条技术攻关，历时十余年，研制出国际领先的半导体照明器件与光源，形成了具有全技术链自主知识产权的创新成果。带动了我国照明产品的升级换代，引领了产业发展。发改委《半导体照明产业十三五发展规划》中提到，我国已经成为全球最大的半导体照明产品生产、消费和出口国。为我国在节能减排、环境保护方面做出了巨大贡献。
Q：能具体谈谈半导体照明在节能方面都有哪些贡献呢？
我国人均资源相对不足，基础生态环境薄弱，绿色、节能、环保的照明技术对我国的可持续发展非常重要。按照2018年数据，我国半导体照明产品的渗透率接近50%，年节电超过2700亿度，相当于节约了三个三峡电站总发电量。因此，半导体照明技术不仅改善了我们的照明品质，也有利于解决能源危机和环保问题。
Q：我国半导体照明技术和产业的发展过程中，有哪些关键技术问题和发展瓶颈，又是如何解决的？
基于氮化物半导体材料的LED主要有三大核心技术瓶颈，分别是光效低、寿命短、标准缺失。需要从外延材料晶体质量、半导体材料掺杂、芯片光提取、电注入调控、低热阻封装、模组设计、规格接口以及建立标准体系等方面入手。推动产业发展的不仅是技术进步，更多的是受到市场应用和产业需求的强有力的牵引。通过成立半导体照明联合创新国家重点实验室，我国形成了产学研用相结合、联合创新、平台建设、标准推进、项目支撑等环节良性发展的模式，对于像半导体照明这样的战略性新兴产业来说，这种模式对推广半导体照明技术，提升我国半导体照明产品在全球竞争力至关重要。
Q：能否请您和广大青年科研工作者分享一些科研工作中的经验和感悟呢？
作为科研工作者，要耐得住寂寞，任何的科研技术的进步都是在一个渐进的过程中，特别是当我们在从事一项渐进性的改进的技术，而不是颠覆性的技术时，更需要坐得住冷板凳，踏踏实实做好我们的工作。在日复一日的实验、测试、验证和改进中把我国的科技工作，特别是半导体技术做上去。
*感谢李晋闽研究员及其团队提供以上访谈内容。
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张凌燕，Springer Nature 北京办公室物理学与天文学编辑。如果您对出版物理学与天文学方向的英文专著感兴趣，请与我们联系。
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