半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊 近日，武漢大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究院袁超課題組和斯洛伐克科學(xué)院Filip Gucmann課題組合作，在國際權(quán)威期刊《Small》上發(fā)表了題為“Phase-Dependent Phonon Heat Transport in Nanoscale Gallium Oxide Thin Films”的研究論文。

超寬禁帶材料氧化鎵((Ga₂O₃)具有多種不同相結(jié)構(gòu)：α, β, κ (ε), δ, γ。其中單斜結(jié)構(gòu)β-Ga₂O₃具有高達(dá)~4.9 eV的禁帶寬度和~8 MV cm-1的理論擊穿場強(qiáng)，從而成為下一代高功率電力電子器件領(lǐng)域的戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料。相關(guān)高性能β-Ga₂O₃基電子器件已經(jīng)被廣泛報(bào)道，包括肖特基勢壘二極管，太陽能電池，晶體管和日盲紫外光電探測器等。

β相Ga₂O₃ 的優(yōu)勢還未探索完全，Ga₂O₃其他相結(jié)構(gòu)（如α相剛玉型結(jié)構(gòu)和κ相正交型結(jié)構(gòu)，圖1a所示）表現(xiàn)出獨(dú)特的物理性質(zhì)而逐漸受到電子器件領(lǐng)域的關(guān)注。其中α-Ga₂O₃，具有最大的禁帶寬度和最高的理論擊穿場強(qiáng)，在日盲紫外探測器和超高壓功率電子器件具有廣闊的應(yīng)用前景；同時(shí)κ-Ga₂O₃還具有高介電常數(shù)、強(qiáng)壓電極化和鐵電極化特性，為超寬禁帶半導(dǎo)體高頻、高功率電子器件和微波射頻器件的制備提供新的材料體系。

然而，Ga₂O₃基電子器件的熱問題一直是一個(gè)突出問題，部分原因來自于其較低熱導(dǎo)率和存在于Ga₂O₃和異質(zhì)襯底界面之間的較大界面熱阻。因此，了解不同相Ga₂O₃的熱輸運(yùn)性質(zhì)對(duì)器件的熱管理和可靠性設(shè)計(jì)至關(guān)重要。但是其晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，缺乏對(duì)應(yīng)聲子熱輸運(yùn)模型和系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)研究，因此研究不同相納米級(jí)Ga₂O₃薄膜的熱輸運(yùn)性質(zhì)仍然具有挑戰(zhàn)性。