一种新型半导体材料，可以打造低功耗芯片

摘要：氮化铝钇是一种新型半导体，它有望为信息和通信技术提供节能、高频和高性能的电子产品。在制造方面取得了突破，适合大规模生产。

弗劳恩霍夫应用固体物理研究所的研究人员们最近取得了一项重要的科研突破，他们成功地利用了一种更为经济高效的金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺来生产出了新型的复合半导体材料——AlYN。据这些研究人员介绍，这一成果不仅为未来开发更多种类的应用场景提供了可能性，还为整个半导体行业的创新和发展开辟了新的道路。

在研究过程中，团队特别关注了AlYN与氮化镓（GaN）之间的匹配性。他们发现，AlYN的晶格结构能够与GaN的晶格结构实现最佳的匹配，这种优异的匹配性使得AlYN/GaN异质结构在前瞻性电子产品的开发中具有显著的优势。这种异质结构的优异性能，为未来的电子设备带来了更多的可能性和灵活性。

此外，研究团队还发现，在低温下，AlYN的电子迁移率会有显著的增加。具体来说，在7K的温度下，其电子迁移率可以超过3000cm2/Vs。这一特性使得AlYN在高性能电子设备中具有巨大的应用潜力。

为了展示这一成果，该团队已经在制造所需的外延异质结构方面取得了重大进展，并继续深入研究用于制造高电子迁移率晶体管（HEMT）的新型半导体材料。

对于工业应用，研究人员们也做出了积极的预测。他们已经成功地在4英寸SiC衬底上生长出了AlYN/GaN异质结构，这不仅展示了异质结构的可扩展性，还证明了其结构的均匀性。

更为重要的是，他们已经在商用的MOCVD反应器中成功生产出了AlYN层，这一成果可以进一步扩展到更大的MOCVD反应器中的更大衬底上。这种方法被认为是制造大型半导体结构最为有效的方法，同时也凸显了AlYN在大规模生产半导体元件方面的巨大潜力。

除了上述的应用外，由于AlYN的铁电特性，它非常适合用于开发非挥发性存储器应用。这意味着，基于AlYN的存储器可以为可持续且节能的数据存储解决方案提供强大的支持。

这对于数据中心尤为重要，因为数据中心需要管理人工智能计算能力的指数级增长，而且其能耗明显更高。因此，研究团队建议进一步探索AlYN层在非挥发性存储器中的应用，以推动这一领域的技术进步。

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