氮化镓|美国空军研究实验室研究出柔性氮化镓生长新方法，对射频器件意义重大

分类：行业动态
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来源：
发布时间：2022-09-26
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【概要描述】美国空军研究实验室（AFRL）宣布已经发现一种新的生长和转移氮化镓（GaN）方法，为未来第五代、高速、灵活的通信系统奠定了基础。

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氮化镓|美国空军研究实验室研究出柔性氮化镓生长新方法，对射频器件意义重大

【概要描述】美国空军研究实验室（AFRL）宣布已经发现一种新的生长和转移氮化镓（GaN）方法，为未来第五代、高速、灵活的通信系统奠定了基础。

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发布时间：2022-09-26
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美国空军研究实验室（AFRL）宣布已经发现一种新的生长和转移氮化镓（GaN）方法，为未来第五代、高速、灵活的通信系统奠定了基础。
AFRL材料和制造部的科学家Nicholas Glavin说：“我们展示了在柔性衬底上生长和放置材料的能力，从而为可穿戴设备或电子设备的供电提供了潜在可能。我们是有史以来第一个展示出基于氮化镓的柔性RF（射频）晶体管器件的公司，该器件实际上具有一定的延展性和柔性。”

GaN 的制造新方法

砷化镓（GaAs）通常是无限设备的首选材料，但由于GaAs在高功率下传输高频信号的能力有限，使其传输高频数据时出现延迟或者说数据传输速率低。相比之下，GaN具有以高功率高频率传输大量数据信息的卓越能力，但由于材料制造的成本过高，通常需要诸如蓝宝石等刚性衬底、精确的热稳定性和化学稳定性，使其在应用上受到限制。另外，用这种方法在衬底上生长的GaN只能用于平坦的平面，不能弯曲或拉伸。

AFRL的新型GaN生产方法利用了氮化硼的物理特性。 GaN在氮化硼上生长，然后，利用氮化硼和氮化镓生长表面之间的弱化学键，使得氮化镓能够转移到另一个衬底上，从而在独特的平台和器件上实现通信能力。

成果意义

Glavin表示：“我们看到这个研究直接有益于空军的两个主要应用。一是可穿戴系统。当我们通过作战人员等可穿戴设备携带人员收集更多信息时，或开发更多传感器技术时，我们需要获取这些信息并通知采取行动。基于GaN的灵活发射器可以更有效的完成这些操作。二是灵活的共形雷达技术。典型的雷达系统体积庞大，但使用这种技术，我们可以创建更容易集成到动态环境中的系统。”

另一个好处是直接在天线系统上进行功率放大。如果有一个灵活的功率放大器，就可以尽可能靠近雷达天线，只需要消除信号传播的距离就可以提高性能。灵活的氮化镓能够将放大器与天线放在同一个平台上，提高性能和传输效率。

柔性GaN 潜力巨大

AFRL灵活射频电子材料和工艺团队负责人Donald Dorsey博士说：“进一步开发GaN材料时国防部的首要任务。我们是首个演示GaN柔性射频晶体管器件，且能够在拉伸情况下保持高性能的团队。我们有能力研发出用于高功率通信和雷达的、更紧凑、多功能的GaN高频发射机。”

随着通信需求的不断增长和迅速扩大，将GaN转移到柔性或其他任意衬底的能力对空军具有巨大的价值。

未来工作

Glavin说：“我们正在进行材料集成的研究，将继续优化AFRL开发的GaN与多种材料表面的整合能力，并将寻找方法提升性能和转移工艺。团队已经针对材料生长工艺和将GaN 用于射频器件两方面的研究申请专利。”

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