日前，美國(guó)陸軍與萊斯大學(xué)簽署了一項(xiàng)為期5年、耗資3000萬(wàn)美元，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)和先進(jìn)材料研究的合作協(xié)議，其中就包括將金剛石材料作為改進(jìn)射頻電子技術(shù)中GaN的超寬帶帶隙替代品。

金剛石具有高電子遷移率、高熱導(dǎo)率、和低介電常數(shù)等優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，金鋼石通過(guò)摻雜，可呈現(xiàn)n型導(dǎo)電和p型導(dǎo)電，性能遠(yuǎn)超GaAs，GaN，SiC等材料，被業(yè)界譽(yù)為“終極半導(dǎo)體”。

今年4月，陸軍軍方到訪萊斯大學(xué)并提出了開(kāi)展美國(guó)下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和射頻電子設(shè)備的研究，向陸軍提供先進(jìn)的情報(bào)、監(jiān)視和偵察能力的訴求。就此，萊斯大學(xué)金剛石材料研究團(tuán)隊(duì)表示，“增強(qiáng)射頻硬件也有助于改善建立和管理無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。”

團(tuán)隊(duì)致力于“開(kāi)發(fā)GaN的超寬帶隙替代品，以改進(jìn)射頻電子技術(shù)”，建立一個(gè)用于‘生長(zhǎng)超純金剛石薄膜、金剛石異質(zhì)結(jié)構(gòu)和其它可用于射頻電子原型機(jī)的材料’的設(shè)施成為了首個(gè)項(xiàng)目規(guī)劃。研究團(tuán)隊(duì)表示，“同時(shí)，此類(lèi)技術(shù)將促進(jìn)農(nóng)村寬帶經(jīng)濟(jì)、及時(shí)預(yù)災(zāi)應(yīng)災(zāi)、以及在線教育等等，造福世界。”可以看出，隨著金剛石半導(dǎo)體的合成、摻雜、生產(chǎn)技術(shù)的成熟，將會(huì)對(duì)高端制造業(yè)及前沿高新技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生顯著影響，包括更快的超級(jí)計(jì)算機(jī)、先進(jìn)的雷達(dá)和電信系統(tǒng)、以及下一代航空航天電子設(shè)備等。

備注：

介于天然金剛石的稀缺性，又考慮到金剛石半導(dǎo)體誘人的前景，在我國(guó)，功能性人造金剛石已被列入《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019）》鼓勵(lì)類(lèi)欄目。國(guó)際上，日本、歐洲、美國(guó)在半導(dǎo)體金剛石材料研究領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體金剛石材料研究剛剛起步。材料學(xué)家預(yù)測(cè)，CVD半導(dǎo)體器件的問(wèn)世和應(yīng)用，會(huì)是電子技術(shù)的一場(chǎng)革命。

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