氧化镓异质衬底集成技术研究进展

摘要: 超宽禁带氧化镓在高功率和射频器件领域显示出巨大发展潜力。然而，氧化镓固有的极低热导率和p 型掺杂困难问题限制了其器件性能和结构设计。异质集成是突破单一材料性能极限，变革提升器件性能的关键技术。本文综述了异质外延、机械剥离和离子束剥离转移三种氧化镓异质集成技术的最新研究进展，重点对比分析不同集成技术在材料质量、电学和热学特性及器件性能等方面的优缺点，并针对衬底种类、界面成键方式、过渡层厚度对纵向散热和电子输运的影响进行探讨。同时，本文对当前氧化镓异质集成技术所面临的挑战进行分析，并对氧化镓异质集成技术未来的发展趋势进行展望，旨在唤起国内氧化镓异质集成衬底相关研究，推动氧化镓异质集成器件开发，加快推进氧化镓材料和器件产业化应用。

光电 2026年04月01日 1 点赞 0 评论 85 浏览

Mg掺杂氧化镓研究进展

摘要: 氧化镓( Ga2O3)材料具有超宽禁带宽度、高击穿电场强度，在电力电子器件和光电器件领域具有巨大应用前景。虽然氧化镓难以实现p型导电，但仍可以利用p型掺杂调控能带实现电学性能设计。实验上已验证的氧化镓p型掺杂杂质有Mg、Fe、N、Zn、Cu、Ni、Co 等，其中，Mg掺杂由于形成能最低、能级位置最靠近价带顶，以及掺入方法多而被大量研究。本文聚焦Mg掺杂，首先对Mg 掺杂氧化镓的受主能级的理论计算认识和实验测试结果进行综述; 接着总结了Mg掺杂氧化镓半绝缘单晶和外延层的各种掺杂方法、掺杂浓度，以及在热处理中Mg扩散等关键问题; 最后指出关于Mg掺入、激活及扩散机制还值得进一步研究，并对其未来进行了展望。

光电 2026年03月30日 1 点赞 0 评论 71 浏览

宽禁带半导体碳化硅基核辐射探测器研究进展

摘要：碳化硅（SiC）半导体材料具有宽禁带、大晶体原子离位阈能及高电子空穴迁移速率等众多突出优势，基于其研制的SiC核辐射探测器具有耐高温、抗辐照、体积小、响应快等优点。高质量、大尺寸SiC晶体材料与外延生长技术及器件制备工艺的不断提升，极大地促进了SiC基核辐射探测器的发展。本文从SiC核辐射探测器的原理及性能评价指标入手，分析了辐射探测时SiC材料与各种辐射粒子相互作用的方式、主要性能指标，以及主要性能指标与SiC晶体缺陷等的关系，并基于SiC晶体的物理性质，总结对比了探测器级SiC晶体衬底制备和外延生长的方法，重点介绍了SiC带电粒子探测器、中子探测器、X/γ探测器的最新研究进展，分析了SiC基核辐射探测器发展面临的挑战，为提高SiC基核辐射探测器的性能提供了参考。

光电 2026年03月27日 1 点赞 0 评论 110 浏览

氧化镓射频功率器件研究进展

摘要：超宽禁带半导体材料氧化镓（β-Ga2O3）具备高临界击穿场强、高电子饱和速率等特性，同时具有熔体法生长的大尺寸单晶衬底，有望在未来电网、轨道交通、雷达通信等高压大功率领域得到广泛应用。虽然基于氧化镓材料的电子器件在国际上已经取得了快速发展，然而受限于氧化镓材料迁移率低、热导率差的原因，氧化镓基射频器件的研究相对滞后。本文首先剖析了高压射频功率器件的发展需求，包括更高的功率量级、更小更轻便的设备、更高效的系统。随后，从击穿场强、饱和速率、晶圆制造和热管理四个方面阐述了氧化镓材料适合做高压大功率射频器件的原因。接着，综述了国际上有关氧化镓基射频功率器件研究的相关进展，主要讨论了同、异质衬底金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），以及异质结场效应晶体管（HFET）三种类型的器件结构。最后，总结了目前氧化镓射频功率器件性能提升的两大挑战是热扩散能力差和电子迁移率低，并对未来该领域的研究方向进行了展望和建议，例如高导热衬底的异质集成、表面钝化技术研究、器件在极端环境下的可靠性问题等，为相关领域的研究人员提供参考。

光电 2026年03月26日 1 点赞 0 评论 73 浏览

液态防护膜的制备及性能研究

摘要：为了优化光学薄膜的防护性能，延长使用寿命，本文创新性地采用液态防护膜以保护光学薄膜，制备了三种不同的液态防护膜，包括纯物质防护膜、混合液态防护膜和胶体防护膜。探究三种液态防护膜的透过率、激光损伤阈值（LIDT）和自修复性能，并对液态防护膜的防护效果进行研究。结果表明，三种液态防护膜中胶体防护膜性能最为优异，其中SiO2胶体透过率达91. 8%，LIDT达34. 2 J/cm2。基于液体可流动的特性，三种液态防护膜都具有一定的自修复性能，能够重复多次地抵御高能激光辐照。在激光辐照下，SiO2胶体防护膜的损伤面积小，自修复时间最短。经过激光损伤阈值测试后发现，装配液态防护膜后的光学薄膜具有更优异的防护效果。

光电 2026年03月26日 0 点赞 0 评论 62 浏览

紫外氟化钙晶体的生长技术

摘要：氟化钙（CaF2）晶体具有极高的紫外光透过率（＞90%@157 nm）、高的激光损伤阈值和低折射率，是实现深紫外光刻的关键材料。随着半导体行业对高精度和高分辨率光刻技术的不断追求，高品质氟化钙晶体及其生长成为人们关注的焦点。本文首先介绍了CaF2晶体的结构和性能特点，以及常见的晶体缺陷，列举了其在光刻系统中的应用要求；随后，介绍了紫外CaF2晶体的生长方法，包括提拉法、坩埚下降法、温度梯度法和平板法；基于现有研究进展，重点讨论了原料纯度和生长工艺在减少晶体缺陷、可定向生长高品质紫外CaF2晶体方面的影响；最后对晶体生长技术的未来进行了展望。

光电 2026年03月25日 1 点赞 0 评论 78 浏览

高迁移率的硼掺杂单晶金刚石微波等离子体化学气相沉积生长及电学性质研究

摘要：高结晶质量、高迁移率的硼掺杂单晶金刚石薄膜是实现高耐压高功率电子器件的关键。本研究采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，结合两步生长法与低温氧气辅助生长策略，成功制备了高迁移率的硼掺杂单晶金刚石，并实现了其电学性能的广泛调控。所生长薄膜的X射线衍射峰半峰全宽（FWHM）小于60″，空穴浓度可在1014~1017 cm-3调控，最大室温空穴迁移率超过1400 cm2（/V·s），达到国际先进水平。此外，本文结合输运性质测试和高分辨X射线光电子能谱（XPS）测试研究了所生长掺硼单晶金刚石样品的电子结构，指出了高晶体质量是获得高迁移率的重要原因，研究结果为高迁移率硼掺杂单晶金刚石的生长和器件应用提供了理论参考。

光电 2026年03月24日 1 点赞 0 评论 74 浏览

热壁CVD制备工艺对8英寸SiC外延层厚度均匀性的影响

摘要：本文针对典型8英寸热壁卧式SiC外延生长系统建立了考虑衬底转动、Si-C-Cl-H体系反应机理和多物理过程热质输运的数学模型，并用于三维数值仿真模拟研究。此外，本文特别研究了不同衬底表面平均温度、进气流量、进气Si/H2比对外延层生长速率和厚度均匀性的影响。结果表明：衬底转动提高了衬底表面温度分布均匀性，SiC瞬时生长速率主要受表面附近生长组分浓度影响；外延层厚度均匀性主要受SiC瞬时生长速率沿流动方向的分布影响，衬底前缘和后缘的瞬时生长速率须相互补偿以提高厚度均匀性；提高衬底表面平均温度、降低进气流量和降低进气Si/H2比均导致瞬时生长速率沿流动方向的分布由上凸向下凸转变，衬底表面实际生长速率的分布从边缘低中间高逐渐过渡为边缘高中间低；所考察的参数范围内进气流量对瞬时生长速率分布影响最大。

光电 2026年03月23日 1 点赞 0 评论 83 浏览

磁光晶体及器件研究进展

摘要：磁光隔离器作为激光系统中的关键器件，核心功能依赖于磁光晶体的法拉第效应，能够有效隔离反射光，提升激光系统的稳定性。本文综述了磁光材料的发展历程，重点介绍了稀土石榴石晶体（如TGG、TAG、TSAG、YIG）和氟化物晶体（如CeF3、KTb3F10）的磁光性能、生长技术及应用现状。TGG晶体是目前应用最广泛的磁光材料，但其磁光性能在高功率激光器中逐渐面临瓶颈；TAG和TSAG晶体性能更优，Verdet常数要高于TGG晶体30%以上，但生长难度较大；YIG晶体在中远红外波段表现优异，在1 064 nm处的Verdet常数可达-515. 82 rad（/ T·m），但尺寸限制仍需突破。氟化物晶体（如CeF3和KTF）凭借高透过率和低光学吸收成为新兴研究方向，尤其在紫外和可见光波段潜力显著，在紫外波段透过率能达到85%。此外，本文探讨了磁光隔离器的工作原理、发展历程及研究进展，并展望了未来高性能磁光材料及器件的应用前景。

光电 2026年03月23日 1 点赞 0 评论 101 浏览

碳点比率荧光探针在荧光传感检测领域中的研究进展

摘要：CDs作为新型碳基纳米材料凭借其低毒性、优异的光稳定性及发光可调谐性等特性, 已成为荧光传感领域的核心材料. 传统单发射体系CDs探针依赖荧光强度增强/猝灭现象实现对目标物的检测, 此类方法易受探针浓度、微环境波动及仪器参数偏移等因素干扰. 为突破这一瓶颈, 研究人员引入了具有内部自校准机制的双发射比率荧光探针, 以两个或多个荧光信号的强度比值为信号参量, 提升了复杂体系中的检测精度与抗干扰能力.本文系统综述了CDs比率荧光探针的最新研究进展, 重点剖析了探针类型、设计策略与应用效能. 最后, 针对当前研究中存在的材料发光原理不明、临床应用转化困难等问题, 提出了绿色合成、人工智能辅助设计等未来发展方向.

光电 2026年03月20日 1 点赞 0 评论 101 浏览