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“宽禁带和超宽禁带半导体”和2021年MIT“十大突破性技术”解读 || Fundamental Research 第6期发布

发布时间：2021-12-31 19:38

Fundamental Research 2021年第6期正式在线出版，本期发表“宽禁带和超宽禁带半导体”专题文章9篇，专题主编为江风益院士、刘明院士、杨德仁院士和沈波教授，文章作者包括唐宁、陈敬、刘建平、张兴旺、张保平、游天桂、龙世兵、黎大兵等众多优秀科学家，另外发表化学与化工、生命科学、地球科学、工程与材料科学、健康与医学领域文章共10篇，以及2021年MIT“十大突破性技术”解读评述10篇。欢迎阅读并下载全文！查看更多期刊信息，请点击文末“阅读原文”，本期网址为：

https://www.sciencedirect.com/journal/fundamental-research/vol/1/issue/6

Fundamental Research 2021年第6期封面

Wide Bandgap and Ultra-wide Bandgap Semiconductors

导读

半导体材料和器件在现代科学和技术中发挥着重要作用，支撑着现代信息社会的发展。从历史上看，没有硅材料和集成电路，就没有微电子技术和产业；没有砷化镓和磷化铟等化合物半导体，就没有高速通信和信息网络技术。今天，在高度发达的科学技术需求的推动下，半导体材料体系已经发展到了一个新的时代。以GaN和SiC为代表的宽禁带半导体，以及以Ga₂O₃和金刚石为代表的超宽禁带半导体，已经成为现代半导体科技的主导研究领域。

宽禁带和超宽禁带半导体具有高频率、高功率、高耐压、高工作温度、高光效和全光谱等优点，可用于开发高性能的电力电子、射频和光电子器件。自上世纪90年代初氮化镓外延技术取得重大突破以来，Ⅲ族氮化物半导体的研究和产业化在蓝白光发光二极管和高电子迁移率晶体管方面取得了重大进展，带动了半导体照明和大功率微波技术和产业的快速发展。

进入新世纪，科学技术的加速进步推动了宽禁带和超宽禁带半导体向大功率、低能耗、多频段、超快速响应、小型化和高集成度方向发展。信息、能源、交通等领域的高科技产业，要求新一代半导体器件具有更好的性能、更高的可靠性和更低的成本。这些需求成为宽禁带和超宽禁带半导体更快速发展的新的强大推动力。

Editorial

Wide bandgap and ultra-wide bandgap semiconductors

Yue Hao, Fengyi Jiang

郝跃 中国科学院院士，西安电子科技大学教授，博士生导师。长期从事新型宽禁带半导体材料和器件、微纳米半导体器件与高可靠集成电路等方面的科学研究与人才培养，在氮化镓∕碳化硅等宽禁带半导体功能材料和微波器件、半导体短波长光电材料与器件研究和推广、微纳米CMOS器件可靠性与失效机理研究等方面取得了系统的创新成果。

江风益 中国科学院院士，南昌大学教授。从事半导体发光材料生长、芯片制造、器件物理和专用装备研究，带领团队率先研制成功高光效硅基氮化镓蓝光、绿光和黄光LED材料与芯片，并实现了产业化，获国家技术发明一等奖和全球半导体照明突出贡献奖。

Research Article

Spin relaxation induced by interfacial e?ects in GaN/Al_0.25Ga_0.75N heterostructures

Shixiong Zhang, Ning Tang, Xiaoyue Zhang, Xingchen Liu, Lei Fu, Yunfan Zhang, Teng Fan, Zhenhao Sun, Fentao Wang, Weikun Ge, Bo Shen

唐宁 北京大学长聘副教授，博雅青年学者。国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金获得者，入选中组部“万人计划”青年拔尖人才，担任国家重点研发计划重点专项项目负责人。主要从事宽禁带半导体材料物理和器件研究，迄今在Science Advances、Physical Review Letters、Nano Letters、ACS Nano、Advanced Science、Advanced Functional Materials、Applied Physics Letters 和Physical Review B 等期刊发表学术论文100多篇。

张仕雄 北京大学博士研究生，主要研究方向：宽禁带半导体自旋电子学及深紫外光谱研究。

Research Article

On the operating speed and energy e?ciency of GaN-based monolithic complementary logic circuits for integrated power conversion systems

Zheyang Zheng, Han Xu, Li Zhang, Kevin J. Chen

陈敬 香港科技大学电子与计算机工程系讲席教授，IEEE Fellow。曾任日本NTT LSI实验室任研究工程师、香港城市大学助理教授，加入美国Agilent 科技的无线半导体部门。目前主要从事宽禁带半导体高频微波电子器件，功率电力电子器件及高温电子器件的研究，特别是GaN基增强型异质结器件以及增强型／耗尽型HEMT 集成技术和电路的研究。近年来关注商用p-GaN gate HEMT的器件物理、稳定性与可靠性提升、以及全GaN集成技术，揭示了器件本征的动态阈值变化机理、研发了p-GaN栅与AlGaN连通区表面(Al)GaON加固技术、开发了GaN基CMOS技术。