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王中林院士:第三代半导体的压电电子学与压电光电子学最新进展

发布时间:2023-06-02作者来源:萨科微浏览:2467

与[敏感词]代半导体(如硅、锗)和第二代半导体(如砷化镓、锑化铟)材料相比,以氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、硫化镉(CdS)、碳化硅(SiC)等为代表的第三代半导体材料禁带宽度更宽,击穿电场、热导率、电子饱和速率以及抗辐射能力更高,因而近年来在高温、高频、抗辐射及大功率器件方面受到广泛关注。ZnO、GaN等低维半导体纳米材料具有优异的机械性能,并且在较大外力作用下可以被制作为柔性器件,而且将压电极化性能和半导体特性结合在一起的材料会带来许多前所未有的性能。

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论坛现场

近日,2023中关村论坛北京(国际)第三代半导体创新发展论坛在中关村国家自主创新示范区展示中心举办。本次论坛由科学技术部、工业和信息化部、北京市人民政府主办,北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会,北京市经济和信息化局,北京市顺义区人民政府,北京第三代半导体产业技术创新战略联盟共同承办,得到了国际半导体照明联盟、国际信息显示学会、亚欧第三代半导体科技创新合作中心的大力支持。论坛立足“双碳”目标下第三代半导体产业的新形势、新机遇,围绕第三代半导体技术发展现状、趋势展望及对能源、交通、信息等领域高质量发展的支撑作用等展开交流,进一步构建开放创新平台,共建全球产业链生态圈,助力北京国际科技创新中心建设。




论坛主题报告环节,中科院北京纳米能源与系统研究所所长、中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士王中林分享了第三代半导体的压电电子学与压电光电子学的状况与研究进展。




第三代半导体大多是纤锌矿结构,在某些特定方向上缺乏对称性,因而具有压电效应。该特性为柔性半导体电子器件和周围环境或寄主(例如人体)中的机械应力激励信号之间主动自适应式的交互起到很好的桥梁作用。传统的压电效应主要存在于钛酸钡、锆钛酸铅类的钙钛矿材料中,但这类材料不具有半导体特性,因此限制了它们在电子学和光电子学器件中的应用。而通过利用同时具有压电和半导体特性的纤锌矿第三代半导体材料,并耦合光电激发过程,可以衍生出一些更有趣的研究方向,比如压电电子学、压电光电子学和压电光子学等。




资料显示,用于压电光电子学的材料应该具备三种基本的性质:压电效应、半导体特性以及光激发特性。典型的是具有纤锌矿结构的材料,例如氧化锌、氮化镓和氮化铟。压电效应,光激发和半导体特性之间三者的耦合是压电电子学(压电效应-半导体特性耦合),压电光子学(压电效应-光子激发耦合),光电子学和压电光电子学(压电效应-半导体特性-光激发耦合)的基础。这些耦合效应的核心是压电材料中产生的压电电势。


压电电子学,被美国Sandia国家实验室列入了在后场效应三极管(FET)时代和量子电子学、 自旋电子学等平行的新生颠覆型技术。报告分享了压电电子学与压电光电子学的技术进展,并介绍了在LED、太阳能电池、光子探测器、传感器、光催化、自旋传输等方向的压电光电效应。


》》嘉宾简介

王中林院士,中科院北京纳米能源与系统研究所所长、中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士。国际纳米能源和纳米自驱动系统的主要开创者和奠基人,是纳米科技领域[敏感词]学术影响力的科学家之一。王院士近年来获得10余项国际性奖项,如2015年9月获得“汤森路透引文桂冠奖”,2018年7月获得世界能源和环境领域[敏感词]奖——埃尼奖(Eni Award),2019年6月获得爱因斯坦世界科学奖(Albert Einstein World Award of Science),后两个奖项均为华人科学家首次获得。王院士是国际知名期刊Nano Energy的发刊主编和现任主编。王院士发起了两个国际会议,即每年在北京举办的纳米能源与纳米系统国际会议(NENS)和每两年在世界范围内举办的纳米发电机与压电电子学国际会议(NGPT,2020年7月将于英国剑桥大学举办)。


备注:以上信息根据报告嘉宾现场速记资料整理,仅供参考!

更多详情可观看直播回看:https://zhibo.sina.com.cn/tech/ty4010246


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