氮化镓（GaN）基电子器件具有高频、高效、耐高温及抗辐射等特性，是下一代高效电力电子与射频电子系统的核心支撑器件，已在5G/6G通信、智能消费电子等领域凸显出应用优势。GaN基器件主要基于异质外延材料制作，由于外延衬底与GaN基外延层（如AlGaN/GaN异质结构）间严重的晶格失配和热失配，GaN基异质结构外延薄膜不可避免地存在高密度线性位错（约108 cm-2），远高于硅和碳化硅等半导体材料。螺位错、刃位错以及两者的混合位错是GaN基异质外延中最主要的位错类型，这些位错诱导的漏电与可靠性退化问题是制约GaN基电子器件向更高电压和更大功率应用拓展的关键挑战。
中国科学院微电子研究所联合中国科学院半导体研究所、北京大学、香港科技大学、剑桥大学、武汉大学和苏州能讯高能半导体有限公司等，首次澄清了GaN异质外延中螺位错和刃位错对GaN基功率电子器件的关键可靠性-动态导通电阻退化的影响机理，构建了“双通道位错输运”模型，明确了GaN外延层中螺位错和刃位错可分别充当电子与空穴的独立传输路径，对器件漏电和动态电阻的退化产生相反的影响。
研究团队利用课题组前期开发的深能级瞬态谱测试系统、低温光致发光、导电/电势原子力显微镜等多种先进表征方法，结合第一性原理计算，从原子层级明确了螺位错在其开核侧壁诱导形成纵向连通的超浅能级电子态，同时在位错核心区域形成电子势阱，形成贯穿外延层的“电子通道”。刃位错则在其周围诱导形成连续分布的空穴陷阱，这些陷阱与碳掺杂GaN缓冲层中的CN型缺陷耦合，形成“空穴通道”。
研究团队在650-V级GaN基HEMT器件上进行了电学测试验证，发现即便总位错密度较低，螺位错主导的器件在高压开关应力作用下，其动态导通电阻退化幅度仍显著高于刃位错主导器件。该现象印证了螺位错易导致电子泄漏、电荷堆积与电流崩塌，而刃位错辅助的空穴再分布则有助于缓解缓冲层电子积累，从而减轻动态性能衰退。研究提示，通过外延工艺调控螺位错与刃位错的比例，有望在保持整体晶体质量的前提下，实现GaN功率器件在漏电与动态可靠性之间的最优平衡。
该研究成果为GaN器件中的“缺陷工程”开辟了新思路，提出将位错视为可工程化的一维载流子管道，而非单纯的有害结构缺陷。该策略有望推广至其他半导体材料体系，为构建“位错电子学”理论体系奠定基础。
相关研究成果以Dislocation-Assisted Electron and Hole Transport in GaN Epitaxial Layers为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
论文链接
GaN外延中位错电子-空穴双通道输运模型
11月7日，东南大学交通学院官网教师栏目更新信息显示，毛国强已任东南大学首席教授、智能驾驶与智慧交通研究中心主任、 脚桥核（PPN）被认为是运动调控的重要脑区，而脚桥核中谷氨酸能（vGluT2）神经元对运动控制的贡献在临床和基础研究中存在争议。临床上，脚桥核是帕金森病患者深部脑刺激（DBS）的潜在靶点，尤其适用于对多巴胺能治疗和丘脑底核/ 种子在植物生命周期中发挥着重要作用，而种子寿命是决定能否长期储存的关键因素。莲子具有极强的生命力，能够在自然环境中的泥碳层存活千年，并在适宜条件下萌发。然而，以往研究聚焦于生理结构和生化组分对莲子寿命的 本报北京11月14日讯（记者 高毅哲）今天，教育部、人力资源社会保障部召开2025届全国普通高校毕业生就业创业工作会议，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的二十届三中全会精 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 葛仁鑫）近日，四川省教育厅下发《关于确保中小学生每天综合体育活动时间不低于两小时的通知》，严格确保学生体育活动时间、切实加强师资队伍和场地设施建设、广 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 魏海政 通讯员 田沛佩 傅振国）11月14日，学术期刊《自然》（Nature）以研究长文（Article）在线发表了山东大学威海前沿交叉科学研究院团队与国外科学家的最新合作成果 。本文链接：氮化镓外延层中位错辅助的电子和空穴传输研究取得进展http://www.sushuapos.com/show-12-1504-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 4.36亿年前海洋生物用刚毛实现“社交距离”精准调控
下一篇： 红树林“蓝碳”储存机制研究获进展