9月，京都大學(xué)宣布來自該校材料化學(xué)系、立命館大學(xué)、東京都產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等的研究小組開發(fā)了一種新的金紅石型GeO₂基半導(dǎo)體——主要是金紅石型GeO₂（r-GeO₂），作為下一代功率半導(dǎo)體材料引起了關(guān)注。該研究成果于2022年8月26日在線發(fā)表于美國(guó)物理學(xué)會(huì)的國(guó)際期刊《物理評(píng)論材料》。

據(jù)悉，這種r-GeO2材料有望成為實(shí)現(xiàn)低損耗和高電壓功率器件的下一代功率半導(dǎo)體材料。研究小組分析了整個(gè)成分范圍內(nèi)rGexSn1-xO₂混合晶體薄膜的合成和性能，并利用第一原理計(jì)算對(duì)r-GexSn1-xO₂和r-GexSi1-xO₂混合晶體薄膜進(jìn)行了帶狀排列分析。結(jié)果證明可對(duì)GeO₂-SnO₂-SiO₂混合晶體系統(tǒng)中帶隙等各種性能的控制，并揭示了控制r-GexSn1-xO₂混合晶體中導(dǎo)電性的可能性以及r-GexSi1-xO₂混合晶體作為阻擋層的用途。

目前超寬帶隙（UWBG）半導(dǎo)體作為下一代半導(dǎo)體材料，包括氮化鋁（AlGaN）、氧化鎵（Ga₂O₃）和金剛石，被認(rèn)為有望用于制作低損耗、高電壓功率器件。不過UWBG半導(dǎo)體的基材成本高，以及難以控制pn兩極化傳導(dǎo)是器件開發(fā)的主要障礙。

在此背景下，金紅石型二氧化鈦（r-GeO₂）作為下一代半導(dǎo)體材料最近吸引了大量的關(guān)注。 因?yàn)閞-GeO2可用更廉價(jià)的方法合成塊狀晶體，而且理論上已經(jīng)預(yù)測(cè)了pn-雙態(tài)傳導(dǎo)的可能性。該研究小組表示，該結(jié)果將支持對(duì)包括r-GeO₂在內(nèi)的金紅石型氧化物半導(dǎo)體的進(jìn)一步研究，并將其應(yīng)用于功率器件。

粉體圈Coco編譯

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