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光电材料与器件科研团队是我校粤港澳智能微纳光电技术联合实验室的主要研究方向之一，学术带头人是范冰丰特聘教授。近日，该团队在新型氧化物半导体材料和器件、光固化陶瓷3D打印和Micro-LED光电器件等方面研究成果显著。

2023年11月，该团队特聘青年研究员李永宽等在《Materials & Design》期刊（中科院一区Top期刊，IF 9.417，2022分区）发表题为“Thermally Stable Piezoelectric Sensors for Quantitative Pressure Sensing Based on Linear Piezoelectric Zinc Oxide Thin Films”的学术论文，我校粤港澳智能微纳光电技术联合实验室为第一署名单位，李永宽博士为第一作者和通讯作者，光源与照明系本科生林鸿森为共同第一作者，范冰丰特聘教授为共同通讯作者。

该论文报道了基于高质量未掺杂氧化锌薄膜的独特压力传感器，可将输入压力线性转化为电压信号，且可在高于450摄氏度下稳定工作，突破了市面主流PZT铁电陶瓷的迟滞性信号转化以及高温失效瓶颈，为下一代多功能微机电芯片开发奠定了基础。李永宽博士于2021年加入我校，致力于微纳氧化锌半导体在微机电系统中的开发应用，先后获得了国家自然科学基金青年项目“超薄氧化锌膜线性压电响应调控机理研究与压电性能优化”、广东省粤佛联合基金-地区培育项目等项目资助，并在学校和粤港澳联合实验室共同支持下建设了先进半导体薄膜材料制备实验室。该成果是继2020年该团队在氧化物半导体材料方面获广东省科技进步奖二等奖（高性能氧化锌透明电极制备关键技术及LED芯片应用，粤府证（2021）340号）等成果的基础上拓展的新方向，所报道氧化锌线性压电特性为下一代微机电器件设计制造提供了新思路，有望解决超高分辨率增材制造等领域亟需的亚纳米级微纳加工与控制难题，为粤港澳大湾区智能微纳光电技术进步贡献力量。

图1. 耐高温线性压电响应氧化锌压力传感器（DOI: 10.1016/j.matdes.2023.112466）

2023年12月，该团队特聘青年研究员董泰阁等在《Ceramics International》期刊（中科院一区Top期刊，IF 5.2，2022分区）发表题为“The influences of light scattering on digital light processing high-resolution ceramic additive manufacturing”的学术论文，我校粤港澳智能微纳光电技术联合实验室为第一署名单位，光学工程专业硕士研究生董莹为第一作者，董泰阁博士为共同第一作者和通讯作者，范冰丰特聘教授为共同通讯作者。

该论文是陶瓷增材制造领域数字光处理打印技术的最新理论研究成果。在使用数字光处理技术打印过程中，打印浆料中的陶瓷颗粒对入射光的散射作用将极大地影响打印质量。该篇论文探究了入射光与陶瓷颗粒的相互作用机理，发现通过降低系统无序度的方法可以在维持固化深度不变的情况下降低横向固化宽度，进而有效提高打印质量，为实现高精度陶瓷打印提供了理论依据。

图2. 增材制造数字光处理技术流程示意图。(DOI:10.1016/j.ceramint.2023.12.274)

在成果应用方面，该团队创新发展光固化3D打印陶瓷制备技术，提出了有效降低光散射提高打印精度的绿光LED长波长3D打印制备技术，以及基于Micro-LED新型显示芯片的主动发光型3D打印技术，该技术可取代传统光固化3D打印中美国TI的DMD被动发光芯片技术。该团队提出以上技术成果在2022年8月16日“第十二届先进陶瓷国际会议（CICC-12）”、2023年5月27日“第二届陶瓷增材制造前沿科学家论坛”、2023年9月14日“第三届紫外LED国际会议暨长治LED产业发展推进大会”、2023年10月19日“陶瓷点阵结构联合研究中心成立大会暨第一届技术研讨会”等国际国内学术会议多次受邀报告，并已应用于东鹏陶瓷和中航三院等单位，服务民用和军需。

2023年8月，该团队主持制定了《3D打印紫外光投影机光学性能测试方法》团体标准（T/GAWA 29-2023）；2023年12月，该团队主持制定了《应用于微纳3D打印的Micro-LED投影光机光学性能测试规范》团体标准（**）。两项成果均以我校为第一单位，光学工程专业硕士研究生杨佳晨为第一制定人，范冰丰特聘教授为第二制定人，并联合中山大学、中国航天科工飞航技术研究院创新研究院、北京化工大学、广东省标准化研究院、深圳市晟峰光电科技有限公司等12家单位共同制定，由广东省增材制造协会发布。其中，第一项标准规定了3D打印技术中紫外光投影机空间光场的光学性能诸如光功率密度、光功率密度均匀性、正焦位置、有效投影幅面、光学畸变等参数的测量方法，解决了3D打印产业紫外光机缺少评价标准的问题。第二项标准规定了Micro-LED投影光机的组成结构，并给出Micro-LED投影光机的光学性能测试方法。

图3. 该团队主持制定的团体标准。

上述研究得到了国家自然科学基金青年基金 (grant 2023YFD2100024、62204040)、粤港澳智能光电技术联合实验室（2020B1212030010）、广东省粤佛联合基金-重点项目（2022B1515120081）、广东省粤佛联合基金-地区培育项目（2022A1515140042）、广东重大人才工程项目-特支计划科技创新青年人才项目（2019TQ05Z829）、广东省紫外LED集成光源工程技术研究中心、广东省教育厅重点领域专项（2020ZDZX2043 和2021ZDZX1007）等项目的资助。

（物理与光电工程学院）