1  科学目标与功能

      LED子平台的科学目标是通过全面测试与分析固态照明材料与器件，研究多种固态照明材料从原子尺度到宏观尺度的材料结构、薄膜外延多量子阱结构、载流子输运过程、界面特性等和外延生长、器件制备、加电工作、加速老化等过程中的深层机理，实现从材料设计、材料与器件工艺优化设计和材料与器件的机理分析的研发目标。
      系统功能：固态照明（发光二极管）综合测试分析系统将用于：a）已产业化材料与器件体系：如GaN基蓝光、绿光、白光发光二极管，InGaAsP四元系红光、黄光、黄绿光发光二极管，AlGaAs基红外发光二极管等， 器件结构包括正装结构、倒装结构、垂直结构等， 这些类别具有良好的应用基础，但其应用极限并没有最终达到，有些类别成品率比较低，需要通过结合多种先进表征手段，挖掘其最大潜能甚至是极限；b）尚未产业化但具备应用潜力的新技术研发体系：新材料结构设计与新器件研发从基础科研到产业化应用需要一定的时间，期间需要投入大量资源对新材料与器件的机理分析、工艺优化、失效判断等进行精确测量、准确判断与性能优化，本测试分析系统将特别有利于产业化前期的新技术测试分析与研发。
      固态照明（发光二极管）综合测试分析系统也将用于：a）建立标准的材料与器件测试流程，作为材料与器件性能数据的参考依据，实现高效对比；b）多种手段结合，弥补不同手段间的不足，进行多维度数据研判与分析；c）研究多种固态照明材料从原子尺度到宏观尺度的材料结构、薄膜外延多量子阱结构、载流子输运过程、界面特性等和外延生长、器件制备、加电工作、加速老化等过程中的深层机理。
      

      2  系统构成和设计方案

      固态照明产业是发展迅猛、研发创新需求迫切的新兴领域，需要基础研发的支撑、应用研发的推动，因此产业界对材料和器件研发中的综合测试、分析、研判提出了更高的要求。为满足用户的需求，能源高效利用子平台的建设内容与用户的需求紧密结合，其建设内容包括对固态照明材料与器件进行全面测试与分析，探明材料与器件研究中的内在机理，发现其与相关性能参数的内在关系，建立相对应的大数据库，建立适用的模型体系。
      根据以上建设内容，本子平台需要实现固态照明材料和器件从宏观性能到微观物理过程的系统测量表征和分析。因此技术方案中的测试需求包括材料的基本物理化学性质测试(比如材料物相、组分、形貌等)，材料的半导体性质测试(比如载流子浓度、掺杂性质、元素分布、荧光特性、缺陷分布、载流子寿命、能带结构等)，器件的宏观性能(比如发光光强、波长、半峰宽、大电流特性等)和器件的微观光电动力学过程(比如载流子在电场下的输运)。本系统需要的测试设备包括材料测试仪器(比如原子力显微镜AFM、X射线衍射仪XRD、电化学C-V测量系统、变温荧光测量系统、深能级谱仪、二次离子质谱仪SIMS等)，器件性能测试仪器(比如固态照明综合测试系统、芯片加速寿命系统、荧光mapping、光辐射安全系统、LED热阻分析系统等)。我们将充分利用能量转换平台的相关测试设备，结合本平台的特有设备，共同组建全面的固态照明测试分析平台。
      同时，因为固态照明材料结构的复杂性、器件结构的多样性、工艺流程的可控性等诸多因素，材料和器件的可对比性分析评判需要有一个相对可控的统一基准，所以我们在本平台中设计了一个基本的固态照明器件制备体系，可以制备统一的固态照明测试用芯片，以保证不同材料结构、不同生长制备工艺的待测样品的准确分析。器件制备工艺设备必须在超净的环境中运行，因此，实现超净的超净间设备也是固态照明创新研究子平台的必要设备。
      

      3  系统主要参数