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1987年，原国家计委批准在西安交通大学建设电子物理与器件国家专项实验室，1992年12月建成并通过国家验收。1993年12月原国家教委批准该实验室为第一批国家教委部门开放研究实验室，并面向国内外开放。1999年9月教育部批准该实验室为第一批教育部重点实验室。实验室现任主任为刘纯亮教授（博士），学术委员会主任为中国科学院院士侯洵教授。
实验室主要依托“物理电子学”二级学科，是“电子科学与技术博士后科研流动站”成员单位，建有“彩虹集团公司西安交通大学显示器件研究中心”。
实验室主要研究方向为：信息显示器件与显示系统，现代真空电子学与技术，信息光子学与技术。
实验室现有固定研究人员38人，其中教授和研究员16人（博士生导师13人），副教授9人，高级工程师5人。
实验室现有面积3800平方米，其中，超净实验室800平方米，平板显示器件驱动电路实验室400平方米。在平板显示器件、真空电子器件和信息光子器件研究与开发方面，拥有一批功能完善、性能先进的实验装备和设计软件，仪器设备总价值4000余万元。实验室现有大型仪器设备包括：电子束蒸发真空镀膜机，多功能磁控溅射仪，激光分子束外延机，精密丝网印刷机，表面形貌分析仪，高温烧结炉，时空分辨真空紫外光谱测量系统，超快非线性激光光谱学测量系统，飞秒光学参量放大系统，数字存储示波器，数字逻辑分析仪等。
实验室在“七﹒五”期间，承担了国家重点科技攻关项目“高分辨率彩色显示管的研制”，成功研制开发出14英寸720×515点高分辨率彩色显示管和20英寸1024×768点高分辨率彩色显示管，填补了国内空白。在“八﹒五”期间，承担了国家重点科技攻关项目“高清晰度彩色显像管的研制”，成功研制开发出25英寸700线改进清晰度彩色显象管，研究成果已应用于企业的新产品开发。在“九﹒五”期间，承担了国家重点科技攻关项目“彩色等离子体显示器件的设计及实用化关键技术的研究”，在国内率先研制成功21英寸全色等离子体平板显示器件。在“十﹒五”期间，承担了国家“863”计划项目“全电磁PIC计算机数值模拟软件开发”，研制出具有自主知识产权的电磁PIC模拟软件－UNIPIC。同时，实验室还承担了教育部科学技术重大项目“彩色PDP介质保护膜的制备与工艺优化”，完成了彩虹集团公司的“42英寸VGA彩色等离子体显示器电路”、“50英寸XGA彩色等离子体显示器电路”等重大横向科研项目。
近年来，实验室相继承担国家级、省部级和企业合作科研项目60余项，在国内外重要刊物发表学术论文400余篇，其中，SCI收录论文90余篇，EI收录论文130余篇。获国家级、省部级科技进步奖6项，申请中国发明专利26项，其中15项已获授权。
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