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本工作中，基于安徽大學(xué)微納加工平臺(tái)以及香港科技大學(xué)納米系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)制造中心聯(lián)合制造出了兩款氮化鎵功率器件，分別實(shí)現(xiàn)了電壓驅(qū)動(dòng)/電流驅(qū)動(dòng)的柵極結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和研發(fā)提供了器件技術(shù)支持；工作中也同時(shí)提出了兩種結(jié)構(gòu)在高溫下的穩(wěn)定性模型，為進(jìn)一步提升氮化鎵器件的性能以及可靠性打下了基礎(chǔ)。

近日，我校物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院唐曦教授課題組與電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院胡存剛教授、曹文平教授課題組在氮化鎵功率器件領(lǐng)域取得最新研究進(jìn)展，在氮化鎵GaNHEMT方向取得突破。

小試階段/n氮化硅陶瓷作為一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，具有強(qiáng)度高、硬度大、高溫蠕變小、抗熱震穩(wěn)定性好、耐磨、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異特性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、熱工及航空航天等領(lǐng)域。氮化硅粉體是制備高性能氮化硅陶瓷的基礎(chǔ)， 氮化硅粉體的制備及性能對(duì)氮化硅陶瓷的制備具有舉足輕重的作用。目前，氮化硅粉體的制備方法主要有：碳熱還原二氧化硅法、自蔓延法、熱分解法、氣相反應(yīng)法和硅粉直接氮化法等。現(xiàn)有的氮化硅粉體制備技術(shù)都存在一些不足：成本高，反應(yīng)溫度高，氮化周期長(zhǎng)，純度低，工藝過(guò)程復(fù)雜，不易控制，粉體不呈晶須狀等，

超臨界二氧化碳對(duì)有機(jī)物的溶解性隨溶質(zhì)極性、分子量、密度等不同而不同，容易溶解非極性或極性弱、分子量小的有機(jī)物。分散染料一般分子極性弱，分子量也不大，因而易溶于超臨界二氧化碳。溶于超臨界二氧化碳的染料分子是雜亂分散的。因此在這種狀態(tài)下染色，染浴中的染料活潑，能快速到達(dá)纖維表面，接著能較容易地滲入到纖維內(nèi)部，從而達(dá)到染料上染纖維的目的。該項(xiàng)技術(shù)的原理在于氣體在超臨界狀態(tài)下形成的流體密度低，染料能自動(dòng)溶解且具有較高的擴(kuò)散性；染料在超臨界二氧化碳中的溶解度隨著流體密度的增加而增加，由壓力和溫度來(lái)控制二氧化碳流體密度從而控制染料在超臨界二氧化碳流體中的溶解度；提高溫度來(lái)降低流體的密度和染料在溶液中的數(shù)目，促進(jìn)染料擴(kuò)散到纖維中去。因此該系統(tǒng)控制參數(shù)可比常規(guī)水相工藝較為快速的進(jìn)行調(diào)節(jié)。該工藝無(wú)需助劑，二氧化碳無(wú)毒，可循環(huán)使用；殘留的染料可以粉末狀態(tài)回收，無(wú)廢水和廢棄物，無(wú)需染色后處理和染后烘燥，可節(jié)能?0%左右。該工藝染色速度比傳統(tǒng)工藝快好幾倍，染色效率高。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹 一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)管 簡(jiǎn)介1、比長(zhǎng)式氣體檢測(cè)管原理及使用方法原理CO、CO2、H2S、O2、SO2、NH3等檢測(cè)管的基本測(cè)定原理為線性比色法，即被測(cè)氣體通過(guò)檢定管與指示膠發(fā)生有色反應(yīng)，形成變色層（變色柱），變色層的長(zhǎng)度與被測(cè)氣體的濃度成正比。2、主要技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)附表）3、附件（每盒）①膠管一段；Φ3×5，長(zhǎng)度20cm②小砂輪一片4、貯運(yùn)條件本品應(yīng)避光保存于陰涼干燥處，嚴(yán)禁日光照射，保存溫度不超過(guò)40℃，玻璃制品，小心輕放。5、使用方法各種檢定管均可與氣體檢定管用圓筒型正壓式采樣器等配套使用。于測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)用空氣沖洗采樣器后，取一定體積的現(xiàn)場(chǎng)空氣，把檢定管兩端切開(kāi)，用短膠管將檢定管的下端（濃度標(biāo)尺有“0”的一端）連接在采樣器（檢定器）的出氣口上，按規(guī)定時(shí)間勻速通過(guò)檢定管，然后按檢定管變色柱（或變色環(huán)）上端指示的數(shù)字，直接讀取被測(cè)氣體的百分濃度。 各種氣體檢測(cè)管主要技術(shù)參數(shù)表

研究背景 芯片是人類最偉大的發(fā)明之一，也是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。小到手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)，大到6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算均基于芯片技術(shù)的不斷突破。半導(dǎo)體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，目前半導(dǎo)體光刻的制造工藝幾乎是摩爾定律的物理極限。隨著制造工藝的越來(lái)越小，芯片內(nèi)晶體管單元已經(jīng)接近分子尺度，半導(dǎo)體制作工藝的“瓶頸效應(yīng)”越來(lái)越明顯。隨著全球化以及科技的高速發(fā)展，急劇增長(zhǎng)的龐大數(shù)據(jù)量要求數(shù)據(jù)處理模型和算法結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，帶來(lái)的結(jié)果就是對(duì)計(jì)算能力和系統(tǒng)功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設(shè)備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計(jì)算力瓶頸等現(xiàn)象，已越來(lái)越難以滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算力與功耗的需求，因此提高運(yùn)算速度同時(shí)降低運(yùn)算功耗是目前信息工業(yè)界面臨的緊要問(wèn)題。 如當(dāng)年集成電路開(kāi)創(chuàng)信息時(shí)代一樣，當(dāng)下已經(jīng)普及的光通信正在成為新革命力量的開(kāi)路先鋒。與此同時(shí)，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進(jìn)，光子芯片向小型化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)已是必然。相對(duì)于電子驅(qū)動(dòng)的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點(diǎn)，利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。 項(xiàng)目功能 本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)光通信關(guān)鍵技術(shù)及核心芯片，基于量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，探索關(guān)鍵微納制造技術(shù)，研制出可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術(shù)路線 一、技術(shù)原理及可行性 本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授發(fā)現(xiàn)如圖1所示的量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，首次研制出同質(zhì)集成發(fā)射、傳輸、調(diào)制和接收器件的光電子芯片，這些原創(chuàng)工作引起了業(yè)界相關(guān)科研小組地廣泛關(guān)注，化合物半導(dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片成為研究熱點(diǎn)。香港大學(xué)的蔡凱威小組和申請(qǐng)人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術(shù)，在藍(lán)寶石氮化物晶圓上實(shí)現(xiàn)LED基同質(zhì)集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)Ooi教授和美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍(lán)寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院蘇州納米所孫錢(qián)小組在硅襯底氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調(diào)制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實(shí)現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調(diào)制和探測(cè)速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發(fā)基于光子傳輸?shù)幕衔锇雽?dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片以實(shí)現(xiàn)片上光子通信是可行的。   二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝流程 本項(xiàng)目提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片基于常規(guī)的藍(lán)寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)需特殊定制的外延結(jié)構(gòu)。以典型的2寸氮化鎵基藍(lán)光LED外延片為例，其外延片結(jié)構(gòu)如圖2所示，從下至上依次為藍(lán)寶石襯底、AlGaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層，通過(guò)調(diào)節(jié)InGaN/GaN多量子阱層的參數(shù)（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長(zhǎng)的光源器件。   圖3為本項(xiàng)目所提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石襯底的氮化物晶圓上通過(guò)刻蝕和沉積等一系列晶圓級(jí)微納加工技術(shù)，制備出單片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N電極可以采用倒裝技術(shù)直接與基板相連，光線從透明的藍(lán)寶石襯底發(fā)出，這樣不僅使得器件具有優(yōu)良的電性能和熱特性而且簡(jiǎn)化了其后期的封裝工藝。 三、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì) 1、同一塊晶圓上集成LED和PD使得兩者間距離大大縮短，不僅有助于增強(qiáng)PD對(duì)藍(lán)寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統(tǒng)性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發(fā)展趨勢(shì)； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統(tǒng)異質(zhì)的、分立的LED和PD簡(jiǎn)化了封裝形式和工藝，不再需要對(duì)LED和PD進(jìn)行單獨(dú)的封裝，而且同質(zhì)集成器件的基板也較異質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單統(tǒng)一，極大地縮短了集成系統(tǒng)的制作周期； 3、同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片采用相同的工藝就可以制作出LED和PD，簡(jiǎn)化了生長(zhǎng)異質(zhì)材料的復(fù)雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進(jìn)行批量生產(chǎn)，有效地降低了生產(chǎn)成本。 四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測(cè)試與電學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，并且項(xiàng)目成員積累了豐富的測(cè)試技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足本項(xiàng)目的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片測(cè)試同時(shí)表征光電參數(shù)與電學(xué)參數(shù)的需求。下圖4所示為器件形貌表征圖，從左邊依次是掃描電鏡圖、光鏡圖、原子力顯微鏡圖。   基于通信感知一體化芯片，本項(xiàng)目利用單個(gè)多功能集成器件成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈搏的監(jiān)測(cè)功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實(shí)現(xiàn)了照明、成像和探測(cè)功能為一體的LED陣列系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)可以在點(diǎn)亮照明的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界光信號(hào)的探測(cè)與感知，通過(guò)后端系統(tǒng)處理后，再將信息通過(guò)陣列顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)多種功能的集成。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授是國(guó)家自然基金委優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國(guó)家973項(xiàng)目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高質(zhì)量研究論文，獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利23項(xiàng)，美國(guó)發(fā)明專利2項(xiàng)，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專題報(bào)道，榮獲2019年中國(guó)電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（自然科學(xué)）、2019年南京市十大重大原創(chuàng)成果獎(jiǎng)等。

在大尺寸寬禁帶/半導(dǎo)體單晶襯底外延設(shè)備、材料生長(zhǎng)等方面做出了突出的工作。2001年始，研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)用于氮化鎵（GaN）襯底的鹵化物氣相外延（HVPE）系統(tǒng)，研究發(fā)展了獲得高質(zhì)量GaN襯底所需的所有關(guān)鍵技術(shù)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在氮化鎵單晶襯底設(shè)備和材料技術(shù)領(lǐng)域已獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)最早研制出2英寸毫米級(jí)GaN單晶襯底，建成6英寸HVPE系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)7片2吋及4-6吋GaN均勻生長(zhǎng)；研究出創(chuàng)新性的GaN襯底批量制備技術(shù)，即將進(jìn)行高質(zhì)量、低成本GaN襯底的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為第三代半導(dǎo)體應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種激光輔助低溫生長(zhǎng)氮化物材料的方法及裝備， 該方法將非氮元素的前驅(qū)體蒸汽和活性氮源前驅(qū)體氣體分別輸送到反 應(yīng)腔室內(nèi)溫度為 250 至 800℃的襯底材料處，利用波長(zhǎng)與活性氮源分 子鍵共振波長(zhǎng)相等的激光束作用于活性氮源氣體，使激光能量直接耦 合至活性氮源氣體分子，加速 NH 鍵的斷裂，提供充足的活性氮源， 使非氮元素與活性氮源發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉積第 III 族氮化物膜層材料， 持續(xù)作用直到沉積物覆蓋整個(gè)襯底

團(tuán)隊(duì)與合作者首次報(bào)道了米級(jí)單晶Cu(111)襯底的制備方法，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了米級(jí)單晶石墨烯的外延生長(zhǎng)（Science. Bulletin 2017, 62, 1074）。與石墨烯不同，六方氮化硼等其它絕大多數(shù)二維材料不具有中心反演對(duì)稱性，其外延生長(zhǎng)普遍存在孿晶晶界問(wèn)題：旋轉(zhuǎn)180°時(shí)晶格方向發(fā)生改變，外延生長(zhǎng)時(shí)不可避免地出現(xiàn)反向晶疇，而在拼接時(shí)形成缺陷晶界。 開(kāi)發(fā)合適對(duì)稱性的外延單晶襯底是解決這一科學(xué)難題的關(guān)鍵。研究團(tuán)隊(duì)探索出利用對(duì)稱性破缺的襯底外延非中心反演對(duì)稱二維單晶薄膜的新方