更新氮化镓极化教科书以优化宽带隙半导体

根据密歇根大学研究人员最近的一项研究，更新的模型调和了最近的实验和有关纤锌矿半导体极化的理论之间的差距——为开发更小、更快、更高效的电子设备铺平了道路。

氮化镓是产量仅次于硅的第二大半导体，已广泛应用于 LED 照明和高功率、高频电子设备。该材料有望改变下一代手机和通信系统，而极化是其出色电子性能的基础。

密歇根大学电气与计算机工程系教授、 《应用物理快报》上发表研究报告的高级作者米泽天表示：“氮化镓半导体已经遍布于我们日常生活的各处，其影响还将继续增长。”

在此，研究团队专注于氮化镓的纤锌矿晶体结构——电子和光电器件中最常用的相。晶体的六方晶格结构缺乏反演对称性，这会引起自发极化，当施加机械应变时，就会发生压电极化。

这两种类型的极化，更重要的是，在界面处产生的极化梯度，都可以用来优化半导体器件的电子特性。

直到最近，氮化镓和其他纤锌矿材料的极化才通过理论建模得以理解。后来，实验发现，自发极化比之前的理论预测的要大 10 倍左右，而且方向相反。