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kb刘忠范院士:我邦石墨烯玻璃晶圆氮化物原料外延得到“0到1”的原创性冲破

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  记者从北京石墨烯钻研院获悉,近期中邦科学院院士、北京大学/北京石墨烯钻研院院长刘忠范、中科院半导体所钻研员刘志强、北京大学物理学院钻研员高鹏等合营,提出了一种纳米柱辅助的范德华外延手腕,诈欺金属有机化学气相浸积(MOCVD),邦际上初次正在玻璃衬底上告成“异构外延”出衔接平整的准单晶氮化镓(GaN)薄膜,并制备蓝光发光二极管(LED)。相干功劳7月30日揭晓于《科学》子刊《科学·转机》。

  半导体工业是科技自立自强的底层保险。正在环球新闻化、5G期间以及新冠肺炎疫情的影响下,以III族氮化物为代外的前辈半导体迎来生长的岑岭期。连续以还,我邦氮化物重心质料、器件的原始立异才华较为虚弱,重心专利技能亏折。同时,因为缺乏同质衬底,氮化物质料连续通过金属有机化学气相浸积(MOCVD)正在蓝宝石、硅、碳化硅等单晶衬底进步行异质外延。单晶衬底的尺寸、本钱、晶格失配、热失配、导热导电性等节制了氮化物质料的生长。是以,解脱守旧衬底节制是氮化物质料制备的瓶颈题目,也是通过自助立异引颈前辈半导体工业生长的合节。

  钻研职员奥妙地诈欺石墨烯处置了该题目。他们正在成长初期,诈欺石墨烯的晶格来开导氮化物的晶格陈列,正在非晶玻璃上也完成了高质地氮化物的外延。常常,玻璃上成长的氮化物上是齐全庞杂无序的众晶机合。石墨烯的晶格开导效用使得玻璃上的氮化物的面外取向齐全一概,面内取向也由常常的随机取向被节制成三种,从而获得了高质地的准单晶薄膜。他们进一步成长了蓝光LED机合,其内量子作用高达48.7%。其它,他们富裕诈欺界面处弱的范德华效用力,将成长的外延机合死板剥离并制备了柔性的LED样品。据悉,面向大界限工业行使,北京石墨烯钻研院正在玻璃衬底上采用化学气相浸积,生长了一系列石墨烯晶圆制备手腕,为氮化物改革性制备技能的索求供应坚实根底。

  刘忠范显露,这一功劳是规范的“从0到1”式的原创性打破,为石墨烯等二维质料的工业化行使供应了新思绪,希望生长为氮化物改革性制备技能,处置前辈半导体生长技能瓶颈,正在新型显示、柔性电子学等规模具有紧要行使前景。同时,该技能通过“异构外延”削弱了氮化物对单晶衬底的依赖,对待伸张半导体外延衬底选拔规模、厚实半导体异质外延观点、完成面向后摩尔期间的片上物质拼装和异构集成kb,具有紧要事理。(记者 马爱平)

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