宽禁带半导体可在材料里共存

前几天,北京邮电大学发来了个好消息,说他们学校物理科学与技术学院的吴真平教授带着团队,联合香港理工大学还有南开大学这些机构,用实验证明了一种叫氧化镓的半导体材料,在室温下也能拥有“U盘”那样的记忆存储功能,也就是铁电性。这事儿要是成了,那咱们国家在宽禁带半导体的研究领域可就有大突破了。相关的成果已经登在《科学进展》这杂志上了。 大家都知道,半导体、集成电路和芯片是科技发展的根基。氧化镓作为新一代超宽禁带半导体里的“明星”,特别耐电击穿,以后在大功率电子器件和日盲探测上肯定会大有用武之地。但它以前一直有个大难题,就是它那“刚性”的晶体结构太稳了,没法让原子随意移动以存储信息。想要既有宽禁带特性又有铁电性,这两者就像鱼和熊掌一样难以兼得,一直是研究的瓶颈。 面对这个难题,吴真平他们的团队用了一种叫MOCVD的工业技术——也就是金属有机化学气相沉积——给做出来了纯相外延的氧化镓薄膜。他们还通过精密的实验测量,亲眼看到了铁电翻转的现象,测出来的开关比和循环耐久性都特别好。这就说明,在不破坏化学键的前提下,宽禁带半导体也能通过特殊的结构相变实现铁电功能。 这个发现直接解决了学界长期争论的问题,证明这两种特性可以在一种材料里共存。更关键的是,这给未来的半导体技术指明了一条新路:利用氧化镓这一个平台,就能同时满足高功率、高耐压和非易失性存储这三个需求。这为咱们在高功率环境下搞信息器件的集成设计提供了全新的材料基础和思路。