
金星以其恶劣的环境条件著称,尤其是其表面温度,高达480摄氏度,足以让金属铅熔为液体,这样的极端条件显然不适合人类直接探索,也对传统的电子设备构成了巨大挑战。然而,科学家们并未因此放弃对金星的探索,而是开始寻找能在这样极端环境下工作的新型材料和技术。

氮化镓(Gallium nitride,GaN)作为宽禁带半导体,是第三代半导体的代表性材料,其为直接带隙材料,具有发光效率高、热导率大、物理化学性质稳定等优点,在照明、显示、探测等多个领域有较高应用价值。

丰田合成正在利用其在GaN半导体(蓝色LED和UV-C LED)方面的专业知识,开发下一代功率器件。丰田合成株式会社与大阪大学合作,成功地增加了用于氮化镓(GaN)功率器件的基片直径。

欧盟“洁净天空”2计划资助“嵌入式氮化镓雷达组件”(GRACE)项目,主要开发可持续航空新型雷达组件,包括功率放大器、信号源电路,如压控振荡器(VCO)、倍频器和分频器等。

香港科技大学(科大)电子与计算机工程学系陈敬教授带领其团队,为方兴未艾的氮化镓(GaN)电子学研究引入重要的新成员——互补型逻辑电路。相关技术的成功实现大幅拓展了相关研究领域的疆界,有望使氮化镓基电子器件及相关集成电路的功能与性能得到进一步提升,从而更具竞争力。

北京大学物理学院量子材料科学中心高鹏研究员与合作者巧妙运用石墨烯的晶格引导氮化物的晶格排列,在非晶玻璃衬底上成功异构外延出高质量的准单晶氮化镓薄膜,并制备发光器件。相关研究成果于2021年7月30日在线发表于《科学·进展》(Science Advances)。

半导体产业一直依赖硅生产芯片,但随着芯片短缺带来的效应,越来越多的公司正转向使用氮化镓(GaN),让其电子装置达到更环保、更高效率、且更小的好处。例如:Navitas半导体公司已经为Anker、Aukey、Belkin、戴尔、Hyper、联想、OPPO、RAVPower、Verizon等数十家公司提供GaN芯片。

韩国政府产业通商资源部和国防部近日确定了为培育国防产业原材料、零部件、装备企业而进行的“X-band氮化镓(GaN)半导体集成电路”国产化课题。

在2002年5月,Lester F. Eastman和Umesh K. Mishra在IEEE Spectrum曾提出了当时功率半导体领域一项长期发展的技术:氮化镓(GaN)。他们对GaN在当时新生的宽频无线网路、雷达以及用于电网的电源开关应用中的前景表示相当乐观。并将GaN器件称为“迄今为止最坚固的晶体管”。不过,随着透明的导电氧化物──氧化镓(Ga2O3)出现,震惊了整个功率器件领域。

日本科学技术振兴机构研究人员开发了一种氮化镓(GaN)基微机电系统(MEMS)谐振器,克服了硅基设备在较高温度下稳定性差的缺陷,即使在600K高温热源下也能通过调节热应变稳定地运行。

β-Ga2O3超宽带隙(UWBG)半导体与目前的商用半导体如碳化硅和氮化镓相比,以其优越的材料特性实现高效的功率转换,可以给电力电子行业带来革命性的变化。为了开发电子应用,必须阐明毫米波和太赫兹波区域的材料特性。

基于摩尔定律即将走到极限,各家半导体业者正寻求第三代半导体开发。所谓第三代半导体系指材料以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)及硒化锌等宽频半导体为主,有别于第一代的硅(Si)、第二代的砷化镓(GaAs)之半导体材料。

氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体,第三代半导体的典型代表。与第一代半导体硅基的器件相比,GaN器件具有更高耐压、更快开关频率、更小导通电阻等特性,在功率电子器件领域得到广泛应用。相关研究显示,GaN器件适用于68%的功率器件市场;在功率转换电路中应用GaN器件可消除整流器在进行交直流转换时90%的能量损失,极大提高了能源利用效率;可使笔记本等电源适配器的体积缩小,减小设备体积,提高集成度。

随着可持续的能源概念的推广,用于能源转换和传输的高能效电力电子正变得越来越重要。德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)开发了一种高度集成的氮化镓(GaN)电压转换器,该转换器采用紧凑的封装,具有极高的资源效率,并且可以模块化的方式使用。

中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室在高损伤阈值液晶器件研制方面取得进展,研究人员使用氮化镓代替氧化铟锡(ITO)作为导电膜制作液晶光开关,在保证其开关性能的基础上,将液晶器件的损伤阈值提升至高于1J/cm2。相关成果发表于Optics Letters。

氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)功率器件的供应商正在推出新规格产品。但在使用这些器件前,必须证明是可靠。与以前的产品一样,供应商很快会说新器件是可靠的,尽管有时会出现GaN和SiC带来的问题。此外,这些器件可靠性要求对汽车等最新关键应用也变得越来越具有挑战性。为了应对挑战,这些器件可能需要更多甚至新的可靠性测试方法。

BAE系统公司的FAST实验室正处于与空军研究实验室(AFRL)签订的一项氮化镓(GaN)多年研发项目的第3阶段,继续推进对国防至关重要的毫米波GaN半导体技术的发展,以支持关键下一代雷达,电子战和通信。GaN技术可满足国防部对低成本、高性能放大器技术的独特需求。

美国加州大学圣巴巴拉分校一直开发在原生基材上生长和分离氮化镓(GaN)半极性和非极性外延层过生长(ELO)棒状物技术。这种材料可以降低生产高效发光二极管(LED)和激光二极管的成本