陳朝,男,1943年出生,廈門大學物理系教授。1992年至1993年作為高級訪問學者受國家教委公派到加拿大多倫多大學冶金材料系和白俄羅斯大學物理系進行III-V族材料光電性質及其應用的研究。
社會兼職:
1.中國電子學會半導體與集成技術分會信息光電子專業委員會委員。
2.廈門市留學生聯誼會常務理事。
3.廈門大學留學生同學會常務理事。
4.中國自然辯證法研究會福建省分會理事。
5.廈門市自然辯證法研究會常務理事。
6.“固體電子學研究與進展”雜志編委。
主要開展半導體材料光電性質、半導體光電器件、集成光電子學、光纖通信、光接入網、有線電視網等信息光電子學領域的研究。
承擔的科研項目情況:
1.國家自然科學基金項目。
2.國家教委重點項目。
3.國家科委國際合作項目。
4.福建省科委國際合作項目。
5.福建省自然科學基金項目等多項科研任務。
6.與劉士毅教授等人合作的“非破壞性研究半導體材料性質與參數”。
7.“半導體表面光伏效應”。
8.與702所合作的“野值剔除研究與軟件編制”。
科研成果:
1.陳朝教授從90年代開始進行多晶硅的研究。他是廈門大學多晶硅材料的最早的研究者。而廈門大學是當年中國“五校聯辦”半導體的東道主,目前,廈門大學的材料系、納米中心所進行的物理法多晶硅研究,不少人是在他的鼓動下干起來的。
2.陳朝教授也是福建不少原來的工業硅廠現在做多晶硅的技術引路人。現在多晶硅如此火熱,福建又有如此多的多晶硅企業,尤其是物理法多晶硅企業,這些企業與陳朝教授都十分熟悉,但卻一直沒有與任何企業掛鉤。教授就是教授,這種一心做學問的精神值得欽佩。
3.廈大目前的物理法多晶硅研究從發表的論文看,是國內首屈一指的,這些論文不僅是泛泛的行業綜述,也不僅僅是理論文章,而是都建立在實驗的基礎上的,有具體的實驗數據,表明他們做了不少的事情。鄭凇生、蔡靖、張妹玉、潘淼、龐愛鎖,這些活躍在物理法多晶硅提純的廈大教授講師研究生們,后面都有陳朝教授的影子。尤其是利用濕法萃取在金屬硅中除硼的實驗進展,就很有意義。在真空冶煉、定向凝固制作太陽能級多晶硅、多晶硅缺陷工程研究等方面,他們都做了很寶貴的技術理論探討和實驗工作。
在國內外學術刊物和會議上發表100余篇學術論文,主編俄文學術專著“材料的激光束和離子束改性”在白俄羅斯出版。
發表論文:
1 Electronic structure and luminescence properties of Tb3+-activated NaBaBO_3 green-emitting phosphor 鄭將輝; 程其進; 吳順情; 陳蓉; 蔡麗晗; 陳朝 Journal of Rare Earths 2015-09-15
2 標準CMOS工藝下高速集成大光敏面光電探測器芯片的研制 史曉鳳; 王戴木; 王峰; 趙正平; 王詩兵; 韓波; 牛磊; 宋有才; 李軍; 王靜; 程翔; 陳朝 光電子•激光 2015-08-15
3 集成大面積光電探測器接收芯片的優化設計(英文) 優先出版 范程程; 程翔; 顏黃蘋; 史曉鳳; 鄭明; 徐攀; 陳朝 光子學報 2015-01-08 15:11
4 摻鈉鉬電極在硒化銅銦鎵(CIGS)太陽能薄膜電池應用 陳文志; 葉智為; 張然; 曾百亨; 陳朝; 張風燕 無機化學學報 2014-12-10
5 基于BCD工藝的塑料光纖通信光接收機 史曉鳳; 程翔; 陳朝; 顏黃蘋; 范程程 光學精密工程 2014-07-15
6 用于白光LED的近紫外激發三基色熒光粉研究綜述 鄭將輝; 應莉莉; 蔡麗晗; 柴儲芬; 鄭淞生; 陳朝 2014•LED配套材料產業發展交流對接會論文集 2014-04-24
7 表面處理對低成本多晶硅太陽電池性能的影響 張妹玉; 張寧; 翁銘華; 陳朝 半導體光電 2014-04-15
8 應用于塑料光纖通信接收芯片的集成光電探測器(英文) 史曉鳳; 程翔; 陳朝; 顏黃蘋; 范程程; 李繼芳 光子學報 2014-03-15
9 用于塑料光纖通信的Si基單片集成光接收芯片的研制 史曉鳳; 程翔; 陳朝; 李繼芳; 顏黃蘋; 潘江炳; 范程程 光電子.激光 2013-11-15
10 低成本多晶硅太陽電池性能的模擬 潘淼; 張寅博; 陳朝 太陽能學報 2013-04-28
11 UMG多晶硅片的少子壽命 潘淼; 鄭蘭花; 武智平; 羅學濤; 陳文輝; 李錦堂; 陳朝 太陽能學報 2013-01-28
12 冶金法n型多晶硅片磷、硼吸雜實驗的研究 鄭蘭花; 徐進; 潘淼; 陳朝; 史珺 半導體光電 2012-12-15
13 晶體硅太陽電池數值模擬軟件及其應用 張寅博; 潘淼; 程翔; 陳朝 發光學報 2012-06-15
14 晶體硅太陽電池光衰減現象研究的新進展 任先培; 程浩然; 何發林; 陳朝 材料導報 2012-06-10
15 低成本多晶硅片表面織構的研究 潘淼; 李艷華; 陳朝 半導體光電 2011-12-15
16 白光LED用熒光材料Sr_3B_2O_6∶Eu3+,Na+的制備及發光性能 王榮; 徐進; 陳朝 發光學報 2011-10-15
17 物理冶金法多晶硅片磷吸雜工藝的優化 武智平; 潘淼; 龐愛鎖; 李艷華; 陳朝 半導體光電 2011-10-15
18 多晶硅太陽電池少子壽命的數值模擬 張妹玉; 陳朝 太陽能學報 2011-09-28
19 多晶硅物理冶金提純方法的冶金與進展 陳朝; 羅學濤; 張保平; 張妹玉; 龐愛鎖; 鄭淞生; 蔡靖; 潘淼 第二屆晶體硅太陽電池及材料科學與技術國際研討會論文集 2007-12-01
20 CdS納米線陣列光致發光的研究 孫嵐; 陳朝; 林昌健 第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅰ 2004-09-01
21 AZO/N+-Si歐姆接觸的研究 楊倩; 陳朝 半導體光電 2011-06-15
22 采用CaO-SiO_2-CaF_2渣系去除硅中雜質硼(英文) 蔡靖; 李錦堂; 陳文輝; 陳朝; 羅學濤 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2011-06-15
23 電致發光成像技術在硅太陽能電池隱性缺陷檢測中的應用 李艷華; 潘淼; 龐愛鎖; 武智平; 鄭蘭花; 陳朝 發光學報 2011-04-15
24 兩步腐蝕法制備多晶硅絨面 張妹玉; 陳朝 半導體光電 2011-04-15
25 半導體光電結構材料及其應用 李書平; 李成; 陳松巖; 方志來; 張保平; 吳正云; 吳志明; 詹華瀚; 陳朝; 余金中; 王啟明; 康俊勇 廈門大學學報(自然科學版) 2011-03-28
26 低成本多晶硅太陽電池光致衰減的研究 張妹玉; 陳勝鈺; 陳朝 閩江學院學報 2011-03-25
27 分光光度法測定多晶硅中鐵和鋁 何發林; 陳文輝; 羅學濤; 陳朝 冶金分析 2010-10-15
28 光學頭中單片光電集成硅基PDIC的設計 柯慶福; 程翔; 蘆晶; 張寅博; 李繼芳; 陳朝 半導體技術 2010-10-03
29 GaN基白光發光二極管失效機理分析 薛正群; 黃生榮; 張保平; 陳朝 物理學報 2010-07-15
30 Ⅲ-Ⅴ族半導體化合物快速熱退火擴Zn方法研究 肖雪芳; 謝生; 陳朝 半導體技術 2010-03-03
31 光收發器中光電集成接收芯片的實現 蘆晶; 程翔; 顏黃蘋; 李繼芳; 柯慶福; 陳朝 半導體技術 2010-03-03
32 激光誘導p-GaN摻雜對發光二極管性能改善的分析 薛正群; 黃生榮; 張保平; 陳朝 物理學報 2010-02-15
33 高純冶金硅除硼的研究進展 蔡靖; 陳朝; 羅學濤 材料導報 2009-12-10
34 多晶硅冶金法除磷的研究進展 鄭淞生; 陳朝; 羅學濤 材料導報 2009-10-10
35 金屬硅的酸洗和氧化提純 龐愛鎖; 潘淼; 郭生士; 吳正云; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 2009-07-15
36 InP材料Zn擴散的新方法 謝生; 陳朝; 毛陸虹 功能材料 2009-03-20
37 標準CMOS工藝下單片集成光接收芯片的研究 陳偉; 程翔; 卞劍濤; 陳朝; 蘆晶 半導體光電 2009-02-15
38 退火對NiCr薄膜阻值的影響分析 謝生; 侯玉文; 陳朝; 毛陸虹; 陳松巖 華僑大學學報(自然科學版) 2009-01-20
39 Si N+/P/P+太陽電池的數值模擬與分析 張妹玉; 陳朝 太陽能學報 2008-10-28
40 多晶硅太陽電池的一維模擬計算 張妹玉; 陳朝 半導體光電 2008-10-15
41 SiN_x薄膜的性質及其在開管擴Zn中的應用 謝生; 陳松巖; 陳朝; 毛陸虹 功能材料 2008-09-20
42 InP基單片集成光接收機的研究與進展 謝生; 侯玉文; 陳朝; 毛陸虹 半導體光電 2008-06-15
43 InGaAs/InP APD探測器光電特性檢測 肖雪芳; 楊國華; 歸強; 王國宏; 馬曉宇; 陳朝; 陳良惠 電子科技大學學報 2008-05-30
44 SiO_2微球腔形貌相關譜的識別指認與分析 黃衍堂; 陳朝 集美大學學報(自然科學版) 2008-04-15
45 用850nm收發器實現光纖到戶 張愛清; 陳朝 安徽師范大學學報(自然科學版) 2008-01-15
46 高分子網絡凝膠法低溫合成YAG:Tb3+熒光粉 陳都; 肖清泉; 陳朝; 曾人杰 發光學報 2007-10-15
47 基于Laplace變換法的光電探測器頻率響應研究 卞劍濤; 程翔; 陳朝 光子學報 2007-10-15
48 白光LED用YAG:Ce3+熒光粉的增紅 陳都; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 2007-09-15
49 納秒級脈沖激光誘導Zn摻雜過程中GaN/Al_2O_3材料的溫度分布及熱形變解析分析 黃生榮; 陳朝 物理學報 2007-08-15
50 脈沖激光誘導Zn/InP摻雜過程中溫度分布的數值計算 黃生榮; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 2006-09-30
51 異質結光晶體管的研究與進展 張妹玉; 陳朝 微納電子技術 2006-06-15
52 標準CMOS工藝下Si光電探測器的模擬與設計 卞劍濤; 陳朝 半導體光電 2006-04-30
53 GaN材料濕法刻蝕的研究與進展 黃生榮; 陳朝 微納電子技術 2005-06-15
54 InP/GaAs材料和器件的直接鍵合 謝生; 陳松巖; 王水菊; 何國榮; 林愛清; 陳朝 半導體光電 2004-12-30
55 摻氮類金剛石薄膜的電化學C-V研究 程翔; 陳朝; 徐富春; 劉鐵林 半導體學報 2004-10-08
56 650nm光纖通信研究的現狀與進展 張愛清; 陳朝 光通信技術 2004-09-15
57 DVD/VCD光學頭硅基單片集成光電探測電路的進展 卞劍濤; 陳朝 中國集成電路 2004-08-15
58 利用WDM和OADM實現鐵路各站光接入 黃衍堂; 陳朝 光通信研究 2004-06-30
59 構建基于光以太網的鐵路管理信息傳輸平臺 黃衍堂; 陳朝 光通信技術 2004-01-15
60 脈沖激光誘導Zn/InP摻雜過程中溫度分布的解析計算 田洪濤; 陳朝 中國激光 2003-08-25
61 連續激光誘導Zn/InP摻雜過程中溫度分布的解析計算 田洪濤; 陳朝 物理學報 2003-02-12
62 金剛石膜MSM紫外探測器光譜響應擬合分析 程翔; 周海文; 陳朝 固體電子學研究與進展 2002-12-30
63 消除拷貝全息圖有害條紋的最優化角度 劉川; 劉守; 陳朝; 陳朋 光電子•激光 2002-12-25
64 Nd:YAG連續激光誘導下InP的Zn摻雜 蔡志華; 田洪濤; 陳朝; 周海光; 孫書農; Pavel K.Kashkarov 量子電子學報 2002-10-30
65 LP-MOCVD生長InGaN及InGaN/GaN量子阱的研究 劉寶林; 陳松巖; 吳正云; 陳朝; 陳麗蓉; 黃美純 光電子•激光 2002-10-25
66 光控贗配HEMT靜態特性的PSPICE模擬 肖雪芳; 傅任武; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 2002-06-10
67 半導體材料特性和參數研究 沈顗華; 朱文章; 吳正云; 吳孫桃; 張聲豪; 陳朝; 顏永美; 周海文; 陳議明; 劉士毅 廈門大學學報(自然科學版) 2001-04-10
68 單晶Si Nd∶YAG激光連續退火的數值計算 傅仁武; 陳朝; MarkevichMI 發光學報 2000-12-15
69 用于OEIC的InP MISFET的研制 陳朝; 傅仁武; 陳松巖; 劉寶林; S.A.Malyshev 功能材料與器件學報 2000-09-30
70 InGaAs(P)/InP應變量子阱和超晶格的光電性質 劉寶林; 陳松巖; 陳龍海; 陳朝 半導體光電 1998-10-30
71 InPN+/P太陽電池光譜響應的數值模擬和分析 黃鐘英; 洪火國; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 1998-09-05
72 用微波方法測量半導體非平衡載流子壽命 倪祖榮; 呂文選; 陳朝; 鄭紹寬; 花健敏 廈門大學學報(自然科學版) 1998-09-05
73 InP/GaAs/InPⅡ型量子阱的光致發光研究 陳松巖; 劉寶林; 陳龍海; 黃美純; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 1998-07-05
74 用于光電集成的GaAs/InP MESFET研究 陳松巖; 劉寶林; 陳龍海; 王本忠; 劉式墉; 陳朝; 黃美純 固體電子學研究與進展 1998-05-15
75 MOCVD生長InGaAs/InP體材料研究 陳龍海; 劉寶林; 陳松巖; 陳朝; 黃美純; 王本忠; 趙方海; 劉式墉 固體電子學研究與進展 1997-08-25
76 高性能InP/InP、InGaAs/InP體材料LP-MOCVD生長 劉寶林; 黃美純; 陳松巖; 陳龍海; 陳朝; 王本忠; 趙方海; 劉式墉 廈門大學學報(自然科學版) 1997-07-05
77 p-GaAs/n-GaAs MOCVD外延層少子擴散長度的液結光伏譜測量和分析 陳朝; 王健華 半導體學報 1996-03-08
78 開管擴鋅InP的液結光伏譜和少子擴散長度 陳朝; 王健華 固體電子學研究與進展 1996-02-25
79 LP-MOCVD制作InGaAs/InPPIN光電二極管 劉寶林; 黃美純; 陳朝; 陳麗容; 陳龍海; 楊樹人; 陳伯軍; 王本忠; 范愛英; 李正庭; 劉式墉 半導體光電 1995-11-15
80 1-MeV電子輻照對AlxGa1-xAs/GaAs異質面太陽電池性能的影響 吳正云; 吳榮華; 陳朝; 劉士毅; 閔惠芳; 鐘金權; 王振英; 王加寬 量子電子學 1995-05-15
81 GaAs/AlAs超晶格低溫光伏特性 朱文章; 劉士毅; 陳朝 廈門大學學報(自然科學版) 1993-03-02
82 直拉硅單晶熱處理及其對太陽電池性能的影響 蔡玉霜; 陳朝 固體電子學研究與進展 1992-12-30
83 光伏法測量AlAs/GaAs超晶格子帶間光躍遷 朱文章; 陳朝; 劉士毅; 江德生; 莊蔚華 半導體學報 1992-07-29
84 AlGaAs混晶中Te施主能級 康俊勇; 黃啟圣; 林虹; 陳朝; 唐文國; 李自元 半導體學報 1992-06-29
85 多環反饋帶通濾波器的計算機輔助優化設討 徐恭勤; 陳朝; 莊美輝 廈門大學學報(自然科學版) 1990-10-28
86 多聲子尖峰疊加在連續鐘形譜帶上的發光光譜 江炳熙; 林秀華; 黃榕長; 葉新民; 陳朝 固體電子學研究與進展 1989-12-31
87 AlGaAs/GaAs太陽電池抗輻照性能的研究(英文) 吳正云; 吳榮華; 陳朝; 劉士毅; 閔惠芳; 鐘金泉; 王振英; 王家寬 固體電子學研究與進展 1989-12-31
88 Alx Ga1-xAS:Te的光致發光和DLTS研究(英文) 康俊勇; 林虹; 陳朝; 黃啟圣 固體電子學研究與進展 1989-12-31
89 GaAs異質面太陽電池光譜響應和暗J-V特性的擬合分析 王子琦; 陳朝; 劉士毅 固體電子學研究與進展 1987-12-31
90 Ga1-xAlxAs/GaAs太陽電池材料中少子擴散長度與太陽電池效率 閔惠芳; 楊倩志; 王振英; 王興達; 陳朝 太陽能學報 1987-10-01
91 n/n+GaAs LPE層中L_P-N_D關系的測量和分析 陳朝; 沈顗華; 閔惠芳; 王振英; 王興達; 楊倩忠 廈門大學學報(自然科學版) 1987-06-30
92 P-GaAs層少子擴散長度對AlGaAs/GaAs太陽電池效率的影響 陳朝; 楊倩志; 閔惠芳; 王振英; 王興達 廈門大學學報(自然科學版) 1986-06-30
93 非線性曲線擬合程序及其在半導體物理中的應用 陳朝 固體電子學研究與進展 1984-12-30
94 用表面光伏法測定Ⅲ-Ⅴ族化合物少子擴散長度 陳朝; 沈顗華 廈門大學學報(自然科學版) 1983-03-02
95 樹脂填充床電滲析制高純水的脫鹽機理 黃奕普; 陳朝 水處理技術 1981-05-01
96 利用陽光改善你我的生活 本報記者 孫麗萍 通訊員 葉夏夏 黃穎 許長水 廈門大學物理機電學院 陳朝 教授 廈門日報 2009-06-12
榮譽獎勵:
1.獲福建省科技進步二等獎。
2.獲福建省高校科技進步三等獎。
3.獲航天部科技進步二等獎。
4.2001年獲福建省科技進步二等獎。
5.獲廈門市科技進步三等獎。
光電技術是一門集半導體、光學、機械與電子于一體的綜合性先導技術。作為一種新興產業,光電行業近年來發展迅速,技術和產品種類不斷推陳出新,更新換代,其應用范圍也突破了傳統的國防和航天領域,向通訊、醫療、工業、能源等領域發展。廈門大學物理與機電工程學院、能源研究院教授,廈門大學凝聚態物理、微電子與固體電子學、光伏工程專業博士生導師陳朝教授長期從事光伏發電、光纖通信和半導體照明等光電領域的教學、科研和產業化工作,通過多年的努力,在光電領域取得了一系列重大突破。
1992~1993年,陳朝教授與白俄羅斯科學院電子研究所合作“用于光纖通信的Ⅲ—V族多層材料和光電器件的研制”國際合作項目,設計了InP基單片集成PIN—FET多層材料,在同一片材料上成功研制出性能良好的PIN光電探測器和MISFET放大器。在這項工作期間,陳朝教授研制出了高速、低暗電流、高響應度的InGaAs/InP PIN光電探測器芯片,集成了異質結分離、開管擴散、氧化鋁抗反射膜等新技術。2002年,利用正性光刻剝離工藝,陳朝教授在國內首次研制成功新型多動能光控HEMT器件。
陳朝教授還是我國光纖收發器研發領域的先行者。1997~1999年,他成功研制出“10Mbps、100Mbps光纖收發器”,這一新型收發器在協議芯片的功能開發、防止高頻信號相互耦合及實現光電接口轉換等方面的設計上具有創新性和先進性,性價比高于當時國際同類產品,具備較強的市場競爭能力。2004~2012年成功研發了用于塑料光纖通信的混合集成650納米發射器芯片和650納米的高靈敏度的硅基單片光電集成探測放大器芯片,實現了150Mpbs以上的650納米紅光的塑料光纖發射和接收。此外,陳朝教授研制出用于密集波分復用的石英小球衛星諧振腔光纖分插器,并對其工作原理和制備方法進行了有效探索。
陳朝教授還解決了我國光伏產業發展面臨的難題——多晶硅的提純技術。他采用精細的綜合冶金物理方法,將工業硅的冶煉和提純緊密結合,充分利用工業硅冶煉工程的余熱,直接將2N的工業硅提純到6N以上的太陽能級多晶硅;將5N多晶硅定向凝固、劃片后經表面氯氧化和吸雜處理改性,于2011年研制出光電轉換效率超過11%的太陽能電池。該技術突破了長期制約我國光伏產業發展的瓶頸,產生了良好的經濟效益和社會效益。2012年底陳朝教授課題組運用創新工藝技術,將純度為2N的工業硅提純到了6N以上的太陽能級多晶硅鑄錠,用其制備的多晶硅電池光電轉換效率超過17%,光衰小于3%,并且具備低成本(約8萬元/噸)、低能耗(35kwh/kg以下)、低污染的技術優勢,在不久的將來極有可能成為我國乃至國際太陽能級多晶硅生產的主流方法之一。
為了充分利用陽光中的紫外光和紅外光,他正在帶領他的團隊,積極開展上下轉換太陽電池和中間帶單晶硅太陽電池的研究,新研發的下轉換晶硅太陽電池和下轉換光伏玻璃的光電轉換凈效率都增加了0.5%以上,取得可喜的進展。此外,陳朝教授也是國內LED(發光二極管)的最早研發者之一,當前白光LED的發光光譜和人類的視感曲線不能很好匹配,缺少足夠的紅光成分,要使LED真正取代白熾燈進入室內照明領域,就要解決白光LED光譜匹配的難題,研發暖色溫LED。為了攻克解決這一難題,陳朝教授目前正在堅持不懈的努力,用365~400納米近紫外LED激發三基色熒光粉可發顯色指數超過92、色溫3000~4000K、色坐標3~4的暖色溫白光,有望實現室內白光照明LED的產業化。
隨著科技的進步,一場以光電技術為主的綠色、可再生、更安全的能源革命(光伏發電),環保節能的照明革命(半導體照明)和超高速、大容量、更安全便捷的通信革命已經到來。
來源:科技成果管理與研究 2015年10期
近年來隨著光電子學的不斷突破和快速發展,光電技術已廣泛應用在信息、通信、網絡、照明、顯示、能源、醫療和軍工等各個領域,由此產生的光電產業成為21世紀的第一產業并迅猛發展。光電子學是研究光電信息傳遞和能量轉換的科學。光子和電子作為信息的載體,快速傳遞進而相互轉換構成了信息、通信和網絡工作的基礎,光能和電能的轉換成為光伏發電和半導體照明的基本原理。無論是光電的信息傳遞還是光電的能量轉換,都離不開半導體材料和器件。所以,半導體光電材料、器件及其應用就成為當今研究和發展光電技術的關鍵。
廈門大學物理與機電工程學院和廈門大學能源研究院陳朝教授及其課題組通過多年的努力,終于在光電領域取得了一系列的重大突破。采用光電集成技術使網絡通信的成本下降、速度提升、更加便捷;采用節能、環保和低成本的物理冶金法生產太陽能級多晶硅,生產低成本、高效的晶硅太陽電池,使取之不盡的環保的光伏電能進入千家萬戶;采用近紫外激發的高效稀土三色熒光粉使白光LED光譜和人眼視感相匹配,進而取代白熾燈進入室內照明,實現照明革命。上述目標已不是看望不可及的夢想,而是正在逐步地變成現實。
陳朝是廈門大學物理與機電工程學院、能源研究院教授,廈門大學凝聚態物理、微電子與固體電子學、光伏工程專業博士生導師,2003年10月退休并原職返聘至今,兼任廈門市老科技工作者協會光電委員會主任、全國冶金法多晶硅產業技術創新戰略聯盟學術委員會副主任、福建省和廈門市政府科技顧問、廈門大學留學生同學會常務理事;主持和負責過國家自然科學基金項目、國家教委重點項目、國家科委國際合作項目、福建省科委國際合作項目、福建省自然科學基金項目等多項科研任務。
潛心鉆研幾十載 碩果累累報國家
陳朝教授是福州市人,1943年出生于福建省永安市。陳朝畢業于廈門大學物理系,學習了“無線電電子學”和“半導體物理與半導體器件物理”兩個專業;1965年,在導師的建議下,年輕好學的陳朝選擇了半導體光電研究方向,這為他后來的發展起到了非常重要的作用。陳朝教授主要研究方向為半導光電材料、器件和應用,涉及信息光電子學、半導體照明和光伏發電等領域。
陳朝教授讓人印象深刻的成果完成于1992年~1993年間,當時,他作為高級訪問學者,被國家教委公派到加拿大多倫多大學和白俄羅斯大學工作,負責由國家科委下達的、與白俄羅斯科學院電子研究所合作的“用于光纖通信的III—V族多層材料和光電器件的研制”國際合作項目,并設計了InP基單片集成PIN—FET多層材料,在同一片材料上成功研制出性能良好的PIN光電探測器和MISFET放大器。
在這項工作期間,陳朝課題組研制出了高速、低暗電流、高響應度的InGaAs/InP PIN光電探測器芯片,集成了異質結分離、開管擴散、氧化鋁抗反射膜等新技術。陳朝教授說,“這個芯片已經進行了TO—46及帶尾纖的單管和PIN—TIA結構光電放大器組件封裝測試,傳輸速率為655Mbps~2.5Gbps,現已獲得‘InGaAs/InP PIN光電探測器及其制造工藝’發明專利。”
2003年3月,由科技部和福建省科技廳組織的驗收鑒定認為該工藝達到國際先進水平;2005年,這一工藝獲省市發改委80萬元經費支持,在校辦企業進行了產業化。
獎狀接二連三地拜倒陳朝教授的面前,但是,作為一名科學工作者,陳朝教授甚至自己真正需要的是什么。因此,他并沒有因此而對科研工作有絲毫的懈怠,反而對科研工作投入了更大的熱情。
陳朝教授課題組于2002年利用正性光刻剝離工藝,在國內首次研制成功新型多動能光控HEMT器件。他說:“該器件可用于光電集成電路,能夠探測高頻光纖信號并將其放大,是一件具有源頭創新特點的產品。”借助國內合作的機會,陳朝完成了材料結構設計、生長和測量、版圖設計制備、器件工藝、TO和雙列直插型封裝、靜態和光敏特性測量等工作,并提出能較好描述該器件光敏、放大和微波特性的物理模型,推進了半導體光電材料期間的發展。
傾情科技創新 助力網絡工程發展
“光纖到戶”(FTTH)是國家信息化發展戰略的重要一環。目前,石英光纖已經遍布路邊和樓前。但是,由于樓內布線多彎曲,石英光纖彎曲后易折裂且光損耗大增;而且石英光纖對接要求高,對接操作困難,安裝成本高,從長遠來看,人們對新材料的期待值與日俱增。而塑料光纖正好可以充當這個角色——塑料光纖可以任意彎曲,不折裂,不影響光衰減,并且對接容易,操作方便,可以達到降低成本的目的。
陳朝是我國光纖收發器研發領域的先行者。1997年~1999年間,他在國家科委國際合作項目、國家自然科學基金和福建省科委國際合作項目支持下從事計算機網絡高效信號傳輸收發器的研制。經過兩年的刻苦鉆研,陳朝教授成功研制出“10Mbps、100Mbps光纖收發器”,并達到國家同類產品的先進水平。這一新型收發器在協議芯片的功能開發、防止高頻信號相互耦合及實現光電接口轉換等方面的設計上具有創新性和先進性,性價比高于目前國際的同類產品,具備較強的市場競爭能力。本項成果已于1999-2000年間轉讓個廈門企業,獲得良好的經濟效益和社會效益,并獲得2000年廈門市科技進步三等獎和2001年福建省科技進步二等獎。
陳朝教授及團隊開始了塑料光纖技術的漫長研究,他們經過長期的刻苦鉆研,于2004年成功研發了用于塑料光纖通信的混合集成650nm發射器和650nm的高靈敏度的硅基單片光電集成探測放大器,實現了150Mpbs以上的650nm紅光的發射和接收。這款光電集成電路(OEIC)具有成本低、可批量生產、對接封裝容易、體積小、頻率和帶寬高等優點,完全可以取代目前市場上由愛爾蘭生產的分立塑料光纖收發器,具有很高的性價比和很強的競爭力。
為了實現高速、寬帶、低成本的全光網絡通信,突破“最后一公里”的瓶頸,真正實現光纖到戶的目標。近年來,陳朝教授致力于塑料光纖通信的新領域研發。他說:“我們采用850nm波長成功實現了點對點通信以及1310nm主干網和850nm局域網的互連,正在努力研發650nm單片集成塑料光纖收發器芯片。這樣不久將有可能實現20Mpbs高速寬帶低成本上網。”此外,陳朝不僅在國內首次研制出用于密集波分復用的石英小球衛星諧振腔光纖分插器,并且還對其工作原理和制備方法進行了有效探索,為我國微腔光纖通信事業的發展做出了巨大貢獻。也為我國網絡工程的發展“推波助瀾”。
由于長期奮戰在科研第一線,陳朝教授幾乎沒有多少空閑時間,。越干越起勁兒,他期待著每一個實驗室里的新發現。
突破關鍵問題 改進多晶硅提純技術
多晶硅的提純一直是我國光伏產業發展面臨的難題,陳朝課題組解決了這一難題。據悉,在進行“低成本多晶硅提純及太陽能電池的研發與產業化”研究中,他們采用精細的綜合冶金物理方法,將工業硅的冶煉和提純緊密結合,充分利用工業硅冶煉工程的余熱,直接將2N的工業硅提純到6N以上的太陽能級多晶硅;將5N多晶硅定向凝固、劃片后經表面氯氧化和吸雜處理改性后,于2011年研制出光電轉換效率超過11%的太陽能電池。這兩項技術突破了長期制約我國光伏產業發展的瓶頸,產生了良好的經濟效益和社會效益。
2012年底研發團隊運用創新工藝技術,將純度為2N的工業硅提純到了6N以上的太陽能級多晶硅鑄錠,用其制備的多晶硅電池光電轉換效率超過17%,光衰小于3%,并且具備低成本(¥8萬元/噸左右)、低能耗(35kwh/kg以下)、低污染的技術優勢,在不久的將來極有可能成為我國乃至國際太陽能級多晶硅生產的主流方法之一。
陳朝教授是我國最早從事冶金法多晶硅材料的的研究者之一。當前,晶體硅材料是最主要的光伏材料。2007年陳朝教授主持了福建省科技廳重大科技專項“低成本多晶硅提純及其太陽能電池的研究開發與產業化”。該項目旨在通過物理冶金法研制太陽能級的多晶硅,于2012年通過專家驗收。該項目總共獲得授權發明專利14項、實用新型專利1項和軟件登記2件,并在國內外期刊上發表學術論文30余篇,轉讓成果3項。
為白光LED實現室內照明而不懈努力
陳朝教授也是國內LED(發光二極管)的最早研發者之一,早在上世紀70年代,他們課題組就在國內首次用熔液生長法合成生長了磷化鎵(GaP)單晶片,并用擴散法首次研發成功高效的發紅、黃、綠三色平面結構的LED芯片。進入21世紀后,推廣高效、節能。環保的LED成為人類照明革命的主要途徑。然而,當前白光LED的發光光譜和人類的視感曲線不能很好匹配,缺少足夠的紅光成分。要使LED真正取代白熾燈進入室內照明領域,就要解決白光LED光譜匹配的難題,研發暖色溫LED。采用近紫外線激發的三基色稀土高效熒光粉替代目前的黃色熒光粉是最有希望的方案。陳朝教授正在帶領他的研究生,為攻克這一世界性難題而不懈努力,現在已經取得可喜的進展。
憑借著對科學的摯愛和強烈的民族責任感,陳朝教授幾十年來從未因工作的單調乏味而放棄從事科研工作,從沒因工作的繁重而偷工減料。作為一名科研工作者,我們從陳朝教授身上看到的,不是他的成果和名譽,真正下閃光的,是他的科學精神。更難能可貴的是,陳朝教授還積極與企業尋求合作,把自己最新的科研成果應用到上產生活中,不僅給人們的生活創造了便利,還為國家的經濟效益和社會效益做出了杰出的貢獻。同時,陳朝教授也為提升我國半導體光電學科在世界上的地位貢獻了自己的全部才智。
古稀之年的陳朝教授,已經把自己工作的重點放在教學事業上,授人以魚,不如授人以漁,相比于傳授知識,它更注重培養學生獨立思考的能力,努力開拓學生的創新意識。陳朝教授堅信,未來會有越來越多的人才涌現出來。我國在光電技術領域還將有更大的突破。
來源:科技文摘報 第20141205期 9版
文/劉榮 張宇
是師生口中津津樂道的好老師;他是廈門大學物理系有名的教授;他在廈門光通信產業發展歷程中,占據著舉足輕重的地位;他是陳朝,一位在科研戰線上忙碌幾十年的教育和科研工作者。
陳朝展示激光誘導多晶硅片提純技術
陳朝,福州市人,1943年出生于福建省永安市,主要研究方向為半導光電體材料、器件和應用,涉及信息光電子學、半導體照明和光伏發電等領域。陳朝畢業于廈門大學物理系,學習了“無線電電子學”和“半導體物理與半導體器件物理”兩個專業;1965年,在導師的建議下,年輕好學的陳朝繼而選擇了半導體光電研究方向,這為他后來的發展起到了非常重要的作用。
陳朝讓人印象深刻的成果完成于1992年~1993年間,那時他作為高級訪問學者,被國家教委公派到加拿大多倫多大學和白俄羅斯大學工作,負責由國家科委下達的、與白俄羅斯科學院電子研究所合作的“用于光纖通信的III—V族多層材料和光電器件的研制”國際合作項目,并設計了InP基單片集成PIN—FET多層材料,在同一片材料上成功研制出性能良好的PIN光電探測器和MISFET放大器。在此過程中,陳朝研制出了高速、低暗電流、高響應度的InGaAs/InP PIN光電探測器芯片,集成了異質結分離、開管擴散、氧化鋁抗反射膜等新技術。“這個芯片已經進行了TO—46及帶尾纖的單管和PIN—TIA結構光電放大器組件封裝測試,傳輸速率為655Mbps~2.5bps,現已獲得‘InGaAs/InP PIN光電探測器及其制造工藝’發明專利。”陳朝說。2003年3月,由科技部和福建省科技廳組織的驗收鑒定認為該工藝達到國際先進水平;2005年,該工藝獲省市發改委80萬元經費支持,在校辦企業進行了產業化。
繼芯片之后,陳朝又利用正性光刻剝離工藝,在國內首次研制成功新型多動能光控HEMT器件。他說:“該器件可用于光電集成電路,能夠探測高頻光纖信號并將其放大,是一件具有源頭創新特點的產品。”借助國內合作的機會,陳朝完成了材料結構設計、生長和測量、版圖設計制備、器件工藝、TO和雙列直插型封裝、靜態和光敏特性測量等工作,并提出能較好描述該器件光敏、放大和微波特性的物理模型,對半導體光電材料和器件的發展起了良好的推動作用。
多晶硅的提純一直是我國光伏產業發展面臨的難題,陳朝憑借自己的專業知識,解決了這一難題。據悉,在進行“低成本多晶硅提純及太陽能電池的研發與產業化”研究中,他采用精細的綜合冶金物理方法,將工業硅的冶煉和提純緊密結合,充分利用工業硅冶煉工程的余熱,直接將2N的工業硅提純到6N以上的太陽能級多晶硅;將5N多晶硅定向凝固、劃片后經表面氯氧化和吸雜處理改性后,研制出光電轉換效率超過11%的太陽能電池。這兩項技術突破了長期制約我國光伏產業發展的瓶頸,產生了良好的經濟效益和社會效益。
陳朝在半導體光電材料和器件領域的成就,遠不止上面羅列的這些。他所負責的“863”計劃和國家自然科學基金“激光誘導下的GaN P-型摻雜和P-型歐姆接觸”項目,達到GaN空穴濃度超過5x1018cm-3以及GaN的P-型歐姆接觸比接觸電阻低2.5x10-4Ωcm2的良好效果,并獲得兩項發明專利。該項目屬國際首創,處于國內最好的水平。陳朝說,目前該方法已經用于GaN藍色和白光LED芯片的制備,不僅提高發光效率和器件的可靠性,還降低工作電壓和熱阻并延長了器件的工作壽命,經濟效益良好。
此外,受廈門三優公司委托,陳朝研制的在650mm波長光照下,光響應度達0.4A/W的硅光電探測器,獲得實用新型專利并申請了國家發明專利;在與深圳納諾材料研究所的合作中,陳朝較系統地探索了類金剛石薄膜的摻雜和半導體光電性質,首次成功研制出類金剛石薄膜MSM結構的紫光和紫光電探測器,且自主設計和委托加工、封裝研發了用于CD機上的單片集成光電探測放大器,填補了國內空白。
自投身科研以來,陳朝的日程被安排得滿滿當當,要找出一點空閑著實不容易。他放棄了清閑的日子,用幾十年的辛勞耕耘換來了碩果等身,不僅在半導體光電材料和器件領域取得成績,在光纖通信和有線電視領域也同樣成就卓越。
1999年12月,由陳朝負責的“10Mbps、100Mbps光線收發器”項目,順利通過福建省科技廳組織的成果鑒定,專家意見一致認為:“本成果在協議芯片的功能開發、防止高頻信號相互耦合和實現光電接口等方面的設計上,具有創新性和先進性,項目技術已達國際同類產品先進水平,性價比優于國際同類產品,有較強的市場競爭力。”同時,該項目還榮獲廈門市2000年科技進步三等獎、福建省2001年科技進步獎二等獎以及2項發明專利、2項實用新型專利和第十四屆全國發明展覽會銀獎。
陳朝說,由于自己一直從事半導體光電器件的研究,所以進入光通信領域對他來說是很自然的事情,而他在光通信領域為人所稱道的,是他在科研成果轉化方面的貢獻。據悉由他負責開發的“10Mbps、100Mbps光纖收發器”、“三端口高性價比普及型有線電視光接收機”和“用于有線電視網絡的雙向工作站”等成果現已全部轉讓給企業進行批量生產,取得了良好的經濟效益。
為了實現高速、寬帶、低成本的全光網絡通信,突破最后一公里瓶頸,真正實現光纖到戶(FTTH),近年來他致力于塑料光纖通信的新領域研發。他說:“我們采用850nm波長成功實現了點對點通信以及1310nm主干網和850nm局域網的互連,正在努力研發650nm單片集成塑料光纖收發器芯片。這樣不久將有可能實現20Mpbs高速寬帶低成本上網。”此外,陳朝不僅在國內首次研制出用于密集波分復用的石英小球衛星諧振腔光纖分叉器,并且還對其工作原理和制備方法進行了有效探索,為我國微腔光纖通信事業的發展奠定了堅實基礎。
忙碌的人們總是希望能夠“偷得浮生半日閑”,但這對陳朝來說卻有點遙不可及,“忙”似乎已經成了他的常態。承擔14項國家及省部級科研項目、發表200余篇專業論文、5年內申請12項專利、完成5項成果轉化……這些紙張承載不完的成果就是忙碌的工作給陳朝最好的回報。我們相信,盡管忙碌,可熱愛科研的陳朝一定樂在其中。
陳朝,廈門大學物理與機電工程學院、能源研究院教授,廈門大學凝聚態物理、微電子與固體電子學、光伏工程專業博士生導師,2003年10月退休并原職返聘至今,兼任廈門市老科技工作者協會光電委員會主任、全國冶金法多晶硅產業創新聯盟學術委員會副主任、福建省和廈門市政府科技顧問、廈門大學留學生同學會常務理事;主持和負責過國家自然科學基金項目、國家教委重點項目、國家科委國際合作項目、福建省科委國際合作項目、福建省自然科學基金項目等多項科研任務。
來源:《科技創新與品牌》2011年11期
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