麥姆斯咨詢(xún)獲悉，近期，山東大學(xué)物理學(xué)院楊再興教授課題組受生物學(xué)中“誘導(dǎo)契合”現(xiàn)象的啟發(fā)，開(kāi)創(chuàng)性地提出一種鎵基半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)策略：利用非晶氧化鎵薄膜表面富鎵的特性，在非晶、柔性以及透明的功能性襯底上生長(zhǎng)大面陣、高均勻性的鎵基半導(dǎo)體薄膜（包括GaSb、GaSe、GaAs和GaAsSb）。相關(guān)結(jié)果以“Induced fit growth of Ga-based semiconductor thin films for brain-inspired electronics and optoelectronics”為題發(fā)表在Light: Science & Applications期刊上。山東大學(xué)物理學(xué)院為論文第一通訊單位，博士生灑子旭為論文第一作者。
鎵基半導(dǎo)體（如氮化鎵、砷化鎵、銻化鎵等）的帶隙覆蓋紫外到紅外且遷移率高，是全譜光電探測(cè)與成像、多色發(fā)光、高速高壓器件和類(lèi)腦神經(jīng)計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域的重要溝道半導(dǎo)體材料。目前，高質(zhì)量鎵基半導(dǎo)體薄膜的外延生長(zhǎng)依賴(lài)于晶格匹配的襯底、緩沖層或生長(zhǎng)后的組裝工藝。開(kāi)發(fā)弱襯底依賴(lài)性的新型生長(zhǎng)方法，對(duì)推動(dòng)多功能鎵基半導(dǎo)體薄膜在新一代光電子器件中的應(yīng)用具有重要意義。
圖1 鎵基半導(dǎo)體薄膜的誘導(dǎo)契合生長(zhǎng)與多功能應(yīng)用
“誘導(dǎo)契合”方法成功突破了傳統(tǒng)外延技術(shù)對(duì)晶格匹配的襯底或緩沖層的依賴(lài)。生長(zhǎng)的鎵基半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶性良好、表面平整致密、可圖形化。得益于非晶氧化鎵獨(dú)特的界面特性，所制備的鎵基半導(dǎo)體晶體管表現(xiàn)了類(lèi)腦神經(jīng)突觸行為模擬能力；所制備的360度全向柔性光電探測(cè)器在極低入射角及多次彎折條件下仍保持穩(wěn)定的光響應(yīng)，顯示了卓越的環(huán)境適應(yīng)性與彎折魯棒性。該生長(zhǎng)策略有望推動(dòng)鎵基半導(dǎo)體薄膜在高效光電轉(zhuǎn)換、柔性電子、神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等方向的實(shí)際應(yīng)用，為下一代物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域提供核心材料與工藝基礎(chǔ)。
本研究提出的“誘導(dǎo)契合”生長(zhǎng)方法為功能半導(dǎo)體薄膜的可控生長(zhǎng)與多功能集成提供了簡(jiǎn)單而高效的途徑，可拓展至更大面積、更多元半導(dǎo)體材料體系的生長(zhǎng)與集成應(yīng)用。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
《化合物半導(dǎo)體襯底與外延片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀-2026版》
《石墨烯和二維材料技術(shù)及市場(chǎng)-2026版》
