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刘忠范院士：我国石墨烯玻璃晶圆氮化物资料表延获得“0到1”的原创性突破 |
| 功夫：2021-08-02 起源：科技日报 |
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记者从北京石墨烯钻研院获悉，近期中国科学院院士、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作，提出了一种纳米柱辅助的范德华表延步骤，利用金属有机化学气相沉积（MOCVD），国际上初次在玻璃衬底上成功“异构表延”出陆续平坦的准单晶氮化镓（GaN）薄膜，并造备蓝光发光二极管（LED）。有关成就7月31日颁发于《科学》子刊《科学·进展》。 半导体产业是科技自立自强的底层保险。在全球信息化、5G时期以及新冠肺炎疫情的影响下，以III族氮化物为代表的先进半导体迎来发展的顶峰期。一向以来，我国氮化物主题资料、器件的原始创新能力较为幽微，主题专利技术不及。同时，由于不足同质衬底，氮化物资料一向通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在蓝宝石、硅、碳化硅等单晶衬底上进行异质表延。单晶衬底的尺寸、成本、晶格失配、热失配、导热导电性等限度了氮化物资料的发展。因而，脱节传统衬底限度是氮化物资料造备的瓶颈问题，也是通过自主创新引当先进半导体产业发展的的关键。 钻研人员奇妙地利用石墨烯解决了该问题。他们在成长初期，利用石墨烯的晶格来疏导氮化物的晶格分列，在非晶玻璃上也实现了高质量氮化物的表延。通常，玻璃上成长的氮化物上是齐全杂乱无序的多晶结构。石墨烯的晶格疏导作用使得玻璃上的氮化物的面表取向齐全一致，面内取向也由通常的随机取向被限度成三种，从而得到了高质量的准单晶薄膜。他们进一步成长了蓝光LED结构，其内量子效能高达48.7%。此表，他们充分利用界面处弱的范德华作使劲，将成长的表延结构机械剥离并造备了柔性的LED样品。据悉，面向大规模产业利用，北京石墨烯钻研院在玻璃衬底上选取化学气相沉积，发展了一系列石墨烯晶圆造备步骤，为氮化物刷新性造备技术的索求提供坚实基础。 刘忠范暗示，这一成就是典型的“从0到1”式的原创性突破，为石墨烯等二维资料的产业化利用提供了新思路，有望发展为氮化物刷新性造备技术，解决先进半导体发展技术瓶颈，在新型显示、柔性电子学等领域拥有沉要利用远景。同时，该技术通过“异构表延”减弱了氮化物对单晶衬底的依赖，对于扩大半导体表延衬底选择领域、丰硕半导体异质表延概想、实现面向后摩尔时期的片上物质组装和异构集成，拥有沉要意思。 |
