یک نیمه هادی باند گپ 7-eV مبتنی بر α-(Al x Ga 1- x) 2 O 3 دوپ شده با سیلیکون
طبیعت، انتشار آنلاین: 07 اکتبر 2026; doi:10.1038/s41586-026-11085-3 اپیتاکسی پرتو مولکولی ساب اکسید برای رشد لایه های آلفا-(AlxGa1-x)2O3 با سیلیکون دوپ شده با فاصله باند بیش از 7.0 اینچ eV استفاده می شود، که امکان ساخت transfectyefky field و Schot را فراهم می کند. colossal-bandgap channels.
در یکسوسازی الکترونیک قدرت، نیمه هادی های با فاصله باند وسیع تر (Eg) کارایی و چگالی توان بالاتری را با شکل شایستگی Baliga متناسب با Eg 5.5 (مراجعه 1، 2) فراهم می کنند. متأسفانه، توانایی منحصربهفرد نیمهرساناها برای تعدیل رسانایی آنها بهطور کنترلشده بیش از مرتبههای بزرگی توسط روشهای دوپینگ تعادلی، با افزایش فاصله باند به طور فزایندهای مبهم میشود.
افزایش تقاضا برای نیمه هادی های با شکاف وسیع تر باعث شده است که بسیاری از موادی که قبلا عایق ها در نظر گرفته می شدند - از جمله GaN، SiC، AlN، Ga 2 O 3 و GeO 2 - پس از کاهش چگالی نقص و یافتن مواد ناخالص مناسب، به عنوان نیمه هادی های مفید ظاهر شوند. در اینجا ما فیلمهای آلفا-(AlxGa 1-x)2O3 دوپ شده با سیلیکون را با فاصلههای باند بیش از 7.0 eV گزارش میکنیم که توسط اپیتاکسی پرتو مولکولی ساباکسید رشد کردهاند، که از نیترید بور مکعبی، نیمهرسانای بعدی با پهنترین شکاف شناخته شده، پیشی میگیرد.
در رژیم شکاف باند عظیم، > 6 eV، فیلمهای آلفا-(Al x Ga 1- x) 2 O 3 ما با سیلیکون دوپ شده دارای رسانایی دمای اتاق بیش از 100 میلیون برابر بیشتر از همه گزارشهای قبلی هستند. ما یک دیود شاتکی و یک ترانزیستور اثر میدانی (AlphaFET) با کانالهای باندگپ عظیم میسازیم. این فیلمها و دستگاههای α-(Al x Ga 1− x) 2 O 3 از یاقوت کبود استفاده میکنند، یک بستر فراوان و ارزان با کیفیت عالی که در مقیاس عظیم تولید میشود و توسعه و پذیرش الکترونیک با شکاف بزرگ را تسهیل میکند.
دستاورد ما روند افزایش سختی سنتز، هزینه و اندازه کوچک نیمه هادی های با فاصله باند گسترده تر، به عنوان مثال، الماس و نیترید بور مکعبی را می شکند.
این یک پیش نمایش از محتوای اشتراک است که از طریق موسسه شما دسترسی دارد
به Nature و 54 مجله Nature Portfolio دیگر دسترسی داشته باشید
Nature+ را دریافت کنید، بهترین اشتراک دسترسی آنلاین ما
قیمتها ممکن است مشمول مالیاتهای محلی باشد که در هنگام تسویه حساب محاسبه میشود
داده های حمایت کننده از نتایج این مطالعه در مقاله، ارقام داده های توسعه یافته و اطلاعات تکمیلی موجود است. داده های خام مورد استفاده برای ایجاد ارقام در صورت درخواست نویسنده مربوطه در دسترس هستند.
Baliga، B. J. در مبانی دستگاه های نیمه هادی قدرت 14-16 (اسپرینگر، 2019).
Slobodyan، O. et al. تجزیه و تحلیل وابستگی میدان الکتریکی بحرانی به شکاف باند نیمه هادی. جی. ماتر. Res. 37، 849-865 (2022).
Chrenko، R. M. طیف فرابنفش و مادون قرمز نیترید بور مکعبی. جامعه حالت جامد. 14، 511-515 (1974).
Watanabe، K.، Taniguchi، T. & Kanda، H. طیف های لومینسانس فرابنفش تک بلورهای نیترید بور رشد کرده تحت فشار بالا و دمای بالا. فیزیک Status Solidi A 201, 2561–2565 (2004).
ایوانز، دی. ا. و همکاران. تعیین انرژی فاصله باند نوری نیترید بور مکعبی و شش ضلعی با استفاده از طیفسنجی تحریک لومینسانس. J. Phys. متراکم می شود. موضوع 20 , 075233 (2008).
Okumura، H. & Varley، J. B. رشد MOCVD α-(AlGa) 2 O 3 دوپ شده با Si در بسترهای α-Al 2 O 3 m -plane. Jpn J. Appl. فیزیک 63, 075502 (2024).
Mishra، U. K.، Parikh، P. & Yi-Feng، W. AlGaN/GaN HEMTs — مروری بر عملکرد دستگاه و برنامه های کاربردی. Proc. IEEE 90، 1022-1031 (2002).
Łukasiak, L. & Jakubowski, A. تاریخچه نیمه هادی ها. J. Telecomm. Inf. تکنولوژی 39، 3-9 (2010).
She, X., Huang, A. Q., Lucia, O. & Ozpineci, B. بررسی دستگاههای قدرت کاربید سیلیکون و کاربردهای آنها. IEEE Trans. الکترون صنعتی 64، 8193-8205 (2017).
آمانو، اچ و همکاران. نقشه راه ساطع کننده UV 2020. J. Phys. D 53 , 503001 (2020).
کیم، ای و همکاران XHEMT ها روی بسترهای AlN تک کریستالی باندگپ فوق عریض. Adv. الکترون. ماتر 12, e00393 (2026).
Lyons, J. L., Wickramaratne, D. & Janotti, A. ناخالصی ها و نقص در نیمه هادی های باند گپ فوق عریض. Curr. نظر. ماده حالت جامد علمی 30، 101148 (2024).
جینو، آر و همکاران. جهت کریستالی دیکته اپیتاکسی از شکاف باند فوق عریض 5.4- تا 8.6-eV α-(AlGa) 2 O 3 در یاقوت کبود با صفحه متر است. علمی Adv. 7, eabd5891 (2021).
مقاله ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
استیل، جی و همکاران. رشد همپایی α-(Al x Ga 1-x) 2 O 3 توسط اپیتاکسی پرتو مولکولی ساب اکسید در 1 میکرومتر در ساعت. APL Mater. 12, 041113 (2024).
Okumura، H.، Fassion، A. & Mannequin، C. Si-doped (AlGa) 2 O 3 روی یک لایه -، m - و r-plane α-Al2O3 توسط اپیتاکسی پرتو مولکولی. Jpn J. Appl. فیزیک 63, 055502 (2024).
Dang, G. T., Tagashira, Y., Yasuoka, T., Liu, L. & Kawaharamura, T. لایه های نازک 2O3 با Si-doped α-(Al x Ga 1− x ) 2 O 3 با فاصله باند تا 6.22 eV. AIP Adv. 10, 115019 (2020).
Stall, R. A. رشد فیلم های اکسید نسوز با استفاده از منابع اکسیژن جامد در دستگاه اپیتاکسی پرتو مولکولی. J. Vac. علمی تکنولوژی B 1، 135-137 (1983).
Aizaki، N. و Tatsumi، T. دوپینگ بور در فیلم اپیتاکسیال پرتو مولکولی سیلیکونی با تبخیر همزمان اکسید بور. در چکیده های مبسوط هفدهمین کنفرانس دستگاه ها و مواد حالت جامد 301 (انجمن ژاپنی فیزیک کاربردی، 1985).
وگت، پی و همکاران. رشد کنترل شده با جذب Ga 2 O 3 توسط اپیتاکسی پرتو مولکولی ساب اکسید. APL Mater. 9 , 031101 (2021).
Wickramaratne, D., Varley, J. B. & Lyons, J. L. دوپینگ اهداکننده کوراندوم (Al x Ga 1 - x ) 2 O 3 . Appl. فیزیک Lett. 121 , 042110 (2022).
استیل، جی و همکاران. رشد رسانا آلفا-Ga2O3 Si-دوپ شده توسط اپیتاکسی پرتو مولکولی ساب اکسید. APL Mater. 13, 101117 (2025).
Jena, D. فیزیک کوانتومی مواد و دستگاه های نیمه هادی https://doi.org/10.1093/oso/9780198856849.001.0001 (انتشارات دانشگاه آکسفورد، 2022).
اوشیما، ی و همکاران. اپیتاکسی فاز بخار هالید از یک لایه ضخیم c-plane α-Ga 2 O 3 روی یک قالب α-Cr 2 O 3 / یاقوت کبود با کیفیت بالا. J. Appl. فیزیک 139 , 075302 (2026).
Akselrod, M. S. & Bruni, F. J. روندهای مدرن در رشد کریستال و کاربردهای جدید یاقوت کبود. جی کریست. رشد 360، 134-145 (2012).
Khattak, C. P. & Schmid, F. رشد بزرگترین بلورهای یاقوت کبود جهان. جی کریست. رشد 225، 572-579 (2001).
کانگ سن و همکاران رشد 720 کیلوگرم کریستال یاقوت کبود سایز بزرگ به روش کایروپولوس اصلاح شده. جی. سینت. کریست. 50، 1397–1401 (2021).
Lu, Z. & Kimbel, S. رشد کریستال های سیلیکونی درجه نیمه هادی با قطر 450 میلی متر. جی کریست. رشد 318، 193-195 (2011).
Bondokov, R. T., Hogan, K., Norbury, G. Q., Matsumoto, S. & Grandusky, J. توسعه رشد تک کریستالی AlN 100 میلی متری و آماده سازی زیرلایه بعدی. فیزیک وضعیت Solidi B 262 , 2500032 (2025).
Kaneki, S., Konno, T., Mori, H. & Fujikura, H. اپیتاکسی فاز بخار هیدرید بدون کوارتز برای تولید ویفرهای همپای GaN-on-GaN اندازه بزرگ. Appl. فیزیک Express 18, 055502 (2025).
ایگاراشی، تی و همکاران. رشد کریستال β-Ga 2 O 3 با قطر 6 اینچ به روش بریگمن عمودی. فیزیک وضعیت Solidi B 262 , 2400444 (2025).
نلز، آر و همکاران. به سوی فناوریهای نانو و کوانتومی الماس در مقیاس ویفر. APL Mater. 7 , 011108 (2019).
لی، دبلیو و همکاران طراحی بوته سینرژیک و مدیریت جریان حرارتی برای رشد PVT تک کریستالی AlN 4 اینچی: یک بررسی ترکیبی عددی و تجربی. CrystEngComm 27, 3219–3228 (2025).
تانیگوچی، T. و یامائوکا، S. هستهزایی خودبخودی تک کریستال نیترید بور مکعبی با روش گرادیان دما تحت فشار بالا. جی کریست. رشد 222، 549-557 (2001).
Taniguchi، T.، Teraji، T.، Koizumi، S.، Watanabe، K. & Yamaoka، S. ظاهر خواص نیمه هادی نوع n تک بلورهای cBN رشد کرده در فشار بالا. Jpn J. Appl. فیزیک 41، L109-L111 (2002).
Taniguchi, T. & Watanabe, K. سنتز تک بلورهای نیترید بور با خلوص بالا تحت فشار بالا با استفاده از حلال Ba-BN. جی کریست. رشد 303، 525-529 (2007).
فیلپات، اس.آر. و مک گاگی، ای.جی.اچ. مقدمه ای بر حمل و نقل حرارتی. ماتر امروز 8، 18-20 (2005).
هیلفیکر، ام. و همکاران. تابع دی الکتریک ناهمسانگرد، انرژی شکاف باند وابسته به جهت، ترتیب باند، و تقاطع شکاف غیرمستقیم به مستقیم در α-(Al x Ga 1-x) 2 O 3 (≤ x ≤ 1). Appl. فیزیک Lett. 121 , 052101 (2022).
بخوانید، W. T. پراکندگی الکترون ها توسط نابجایی های باردار در نیمه هادی ها. لندن. ادینب دوبلین فیلوس. Mag. J. Sci. 46، 111-131 (1955).
Cottrell, A. H. & Bilby, B. A. تئوری نابجایی تسلیم و پیری کرنش آهن. Proc. فیزیک Soc. A 62, 49-62 (1949).
تامپسون، ک.، فلیتز، پی ال.، رونشیم، پی، لارسون، دی جی و کلی، تی اف. تصویربرداری از اتمسفر کاترل آرسنیک در اطراف نقص سیلیکون توسط توموگرافی کاوشگر اتم سه بعدی. Science 317 , 1370–1374 (2007).
رنگا، پی و همکاران. لایههای نازک β-Ga2O3 با دلتا دوپ شده و ساختارهای ناهمگن β-(Al 0.26 Ga 0.74) 2O3 /β-Ga2O3 که توسط اپیتاکسی فاز بخار متالارگانیک رشد کردهاند. Appl. فیزیک Express 13, 045501 (2020).
باقری، ص و همکاران. تحرک الکترون بالا در AlN:Si توسط نقطه و مدیریت نقص توسعه یافته. J. Appl. فیزیک 132، 185703 (2022).
Mishima، O.، Tanaka، J.، Yamaoka، S. & Fukunaga، O. دیود پیوندی p-n مکعبی نیترید بور با دمای بالا ساخته شده در فشار بالا. Science 238, 181-183 (1987).
بیرنر، اس و همکاران. nextnano: شبیه سازی سه بعدی با هدف عمومی. IEEE Trans. Electron Devices 54, 2137-2142 (2007).
باتاچاریا، دی و همکاران. بالا آمدن به کمک دی الکتریک مقاومت های تماس دیفرانسیل پایین n و p- همزمان را در دیودهای AlGaN pn با فاصله باند فوق عریض در AlN حجیم فعال کرد. Jpn J. Appl. فیزیک 65 , 036503 (2026).
ترانزیستورهای اثر میدانی کانال Bajaj, S., Akyol, F., Krishnamoorthy, S., Zhang, Y. & Rajan, S. AlGaN با کنتاکت های اهمی ناهم ساختار درجه بندی شده. Appl. فیزیک Lett. 109 , 133508 (2016).
ران، جی و همکاران. دیودهای مانع شاتکی شبه عمودی (112) AlN/AlGaN که روی m-sapphire رشد کرده اند. Appl. فیزیک Lett. 126 , 223501 (2025).
Vanjari، S. C.، Bhat، A. K.، Smith، M. D. & Kuball، M. لایههای رانش دوگانه برای به حداقل رساندن مقاومت در برابر 2.7 کیلوولت β-Ga 2 O 3 (001) دیودهای مانع شاتکی ترانچ عمودی. Appl. فیزیک Lett. 128 , 103501 (2026).
Kneissl, M., Seong, T.-Y., Han, J. & Amano, H. ظهور و چشمانداز فناوریهای دیود ساطع نور عمیق فرابنفش. نات. فوتون. 13، 233-244 (2019).
Zhang, Y., Liu, M., Jena, D. & Khalsa, G. ساختار نواری با اتصال محکم فاز β و α Ga 2 O 3 و Al 2 O 3 . J. Appl. فیزیک 131, 175702 (2022).
تامپسون، ک. و همکاران. آماده سازی نمونه در محل خاص برای توموگرافی پروب اتمی. اولترا میکروسکوپی 107، 131-139 (2007).
سارکر، جی و همکاران بررسی میکروسکوپی و طیفسنجی فیلمهای (Alx Ga 1- X) 2 O 3: کشف تأثیر جهتگیری رشد و محتوای آلومینیوم. Adv. ماتر رابط های 12، 2301016 (2025).
Li، W. حمل و نقل الکتریکی محدود شده توسط جفت الکترون-فونون از معادله حمل و نقل بولتزمن: مطالعه اولیه Si، Al، و MoS2. فیزیک Rev. B 92, 075405 (2015).
Poncé, S., Margine, E. R., Verdi, C. & Giustino, F. EPW: جفت شدن الکترون فونون، خواص انتقال و ابررسانایی با استفاده از توابع Wannier حداکثر موضعی شده. محاسبه کنید. فیزیک اشتراک. 209، 116-133 (2016).
پونسه، اس و همکاران. پیش بینی اصول اولیه تحرک هال و رانش در نیمه هادی ها فیزیک Rev. Res. 3, 043022 (2021).
جوستینو، ف. برهمکنش های الکترون-فونون از اصول اولیه. Rev. Mod. فیزیک 89 , 015003 (2017).
Leveillee, J., Zhang, X., Kioupakis, E. & Giustino, F. Ab محاسبه تحرک حامل در نیمه هادی ها از جمله پراکندگی ناخالصی یونیزه. فیزیک Rev. B 107, 125207 (2023).
Ridley, B. K. Quantum Processes in Semiconductors ویرایش پنجم (انتشارات دانشگاه آکسفورد، 2013).
Pant، N.، Deng، Z. و Kioupakis، E. تحرک الکترون بالا Al x Ga 1-x N با باز کردن ساختار باند DFT ارزیابی شد. Appl. فیزیک Lett. 117 ، 242105 (2020).
Wang, T., Li, W., Ni, C. & Janotti, A. شکاف باند و افست باند آلیاژهای Ga 2 O 3 و (Al x Ga 1− x ) 2 O 3. فیزیک Rev. Appl. 10, 011003 (2018).
Hohenberg, P. & Kohn, W. گاز الکترونی ناهمگن. فیزیک Rev. 136, B864–B871 (1964).
Kohn, W. & Sham, L. J. معادلات خودسازگار شامل اثرات تبادل و همبستگی. فیزیک Rev. 140, A1133–A1138 (1965).
Baroni، S.، Giannozzi، P. & Testa، A. Green's-function رویکرد به پاسخ خطی در جامدات. فیزیک کشیش لت 58، 1861-1864 (1987).
Giannozzi, P., de Gironcoli, S., Pavone, P. & Baroni, S. Ab محاسبه اولیه پراکندگی فونون در نیمه هادی ها. فیزیک Rev. B 43, 7231-7242 (1991).
جیانوزی، پی و همکاران. قابلیت های پیشرفته برای مدل سازی مواد با کوانتوم اسپرسو. J. Phys. متراکم می شود. موضوع 29 , 465901 (2017).
لی، اچ و همکاران. فیزیک الکترون فونون از اصول اولیه با استفاده از کد EPW. npj کامپیوتر. ماتر 9، 156 (2023).
Marzari, N. & Vanderbilt, D. توابع Wannier تعمیم یافته حداکثر موضعی برای باندهای انرژی مرکب. فیزیک Rev. B 56, 12847–12865 (1997).
Souza, I., Marzari, N. & Vanderbilt, D. توابع Wannier حداکثر موضعی برای باندهای انرژی درهم تنیده. فیزیک Rev. B 65, 035109 (2001).
Hamann, D. R. شبه پتانسیل های Vanderbilt حفظ هنجار بهینه شده. فیزیک Rev. B 88, 085117 (2013).
Lejaeghere، K. et al. تکرارپذیری در محاسبات تئوری تابعی چگالی جامدات Science 351, aad3000 (2016).
Setten، M. J. و همکاران. PseudoDojo: آموزش و درجه بندی یک جدول شبه پتانسیل حفظ هنجار بهینه سازی شده با 85 عنصر. محاسبه کنید. فیزیک اشتراک. 226، 39-54 (2018).
Bellaiche, L. & Vanderbilt, D. تقریب کریستال مجازی مورد بررسی مجدد قرار گرفت: کاربرد برای خواص دی الکتریک و پیزوالکتریک پروسکایت ها. فیزیک Rev. B 61, 7877–7882 (2000).
ما از C. Chang برای کمک در مورد اتصال سیم نمونه A27 تشکر می کنیم.
J.S.، D.B.، K.N.، N.A.P.، M.R.، D.A.M.، H.G.X.، D.J. و D.G.S. پشتیبانی مرکز تعالی AFOSR/AFRL ACCESS را با شماره جایزه FA9550-18-1-0529 تأیید کنید. این کار از مرکز کورنل برای تحقیقات مواد مشترک استفاده کرد. پردازش دستگاه با مرکز نانومقیاس کرنل، عضو زیرساخت هماهنگشده فناوری نانو ملی (NNCI)، که توسط NSF (Grant NNCI 2025233) پشتیبانی میشود، انجام شد. این کار همچنین از امکانات مشترک مؤسسه سیستمهای انرژی کرنل که تا حدی توسط NSF حمایت میشود (Grant MRI DMR 1631282) استفاده کرد. J.S.
حمایت بنیاد ملی علوم (پلتفرم برای تحقق، تجزیه و تحلیل و کشف سریع مواد رابط (PARADIM))، تحت قرارداد همکاری شماره DMR-2039380 را تأیید می کند. Thermo Fisher Spectra 300 X-CFEG با پشتیبانی PARADIM، یک NSF MIP (DMR-2039380) و دانشگاه کرنل خریداری شد. N.A.P. حمایت از کمک هزینه تحصیلات تکمیلی بنیاد ملی علوم تحت شماره کمک مالی DGE2139899 را تایید می کند. S.D. و ب.م.
از حمایت بنیاد ملی علوم (NSF) تحت بخش تحقیقات مواد (DMR) از طریق شماره کمک مالی 2145091. I.S. و ب.م. حمایت از بودجه راه اندازی اولیه UB داخلی از دانشگاه در بوفالو و پشتیبانی ابزار (FIB-SEM) از مرکز فناوری دفاع منطقه ای شمال شرقی را تایید کنید. اماس. حمایت NSF (ECCS 2329940 و OIA-2044049 Emergent Quantum Materials and Technologies) توسط AFOSR (FA9550-23-1-0574 DEF و FA9550-25-1-0196 را اعطا می کند) و. بنیاد وولم M.K.I.S. و M.D.W.
حمایت وزارت آموزش، برنامه کالجها و دانشگاههای تاریخی سیاهپوست 84.031B - P031B170007–20، و همراه با D.G.S.، اعطای کمک مالی PREM-DMR-2122147 با بنیاد ملی علوم را تایید کنید. V.-A.H.، N.P. و F.G. توسط SUPREME، یکی از هفت مرکز در JUMP 2.0، یک برنامه شرکت تحقیقاتی نیمه هادی (SRC) که توسط DARPA (محاسبات تحرک) حمایت می شود، و توسط برنامه علوم مواد محاسباتی که توسط وزارت انرژی ایالات متحده، دفتر علوم، علوم پایه انرژی، تحت شماره جایزه DE-SC0020129 حمایت مالی می شود، پشتیبانی می شود.
کد W). این کار از stampede3 در TACC از طریق تخصیص PHY260047 از برنامه Advanced Cyberinfrastructure Coordination Ecosystem: Services & Support (ACCESS) که توسط شماره های کمک مالی بنیاد ملی علوم ایالات متحده پشتیبانی می شود 2138259، 2138286، 2138316، 2138307، 2138307 و 2138307، 2138307 و 2138307 و 2138286 استفاده می شود.
این نویسندگان به طور مساوی مشارکت داشتند: جیکوب استیل، دبادیتیا باتاچاریا
گروه علوم و مهندسی مواد، دانشگاه کرنل، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا
جیکوب استیل، نائومی ای. پیکزولوفسکی، هویلی جی. زینگ، دبدیپ ینا و دارل. جی. شلوم
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کرنل، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا
دبادیتیا باتاچاریا، کازوکی نوموتو، ماهاو رامش، هویلی جی. زینگ و دبدیپ ینا
گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه نبراسکا-لینکلن، لینکلن، NE، ایالات متحده آمریکا
پرستون سورنسن، اوفوک کیلیچ و ماتیاس شوبرت
موسسه مهندسی محاسبات و علوم اودن، دانشگاه تگزاس در آستین، آستین، تگزاس، ایالات متحده آمریکا
گروه فیزیک، دانشگاه تگزاس آستین، آستین، TX، ایالات متحده آمریکا
گروه طراحی و نوآوری مواد، دانشگاه بوفالو، بوفالو، نیویورک، ایالات متحده آمریکا
گروه فیزیک، دانشگاه کلارک آتلانتا، آتلانتا، GA، ایالات متحده آمریکا
M. K. Indika Senevirathna & Michael D. Williams
گروه فیزیک، فیزیک حالت جامد، علم مواد اولیه والنبرگ برای پایداری (WISE)، لوند، سوئد
موسسه کاولی در کرنل برای علوم مقیاس نانو، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا
دیوید آ. مولر، هویلی جی. زینگ، دبدیپ جنا و دارل. جی. شلوم
دانشکده فیزیک کاربردی و مهندسی، دانشگاه کرنل، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا
Leibniz-Institut für Kristallzüchtung، برلین، آلمان
J.S. آزمایش اولیه را تصور کرد، تمام رشد MBE را انجام داد و تمام اندازهگیریهای XRD، میکروسکوپ نیروی اتمی و هال را انجام داد. D.B. طراحی ماسک مدیریت شده، الگوبرداری از دستگاه ها بر روی لایه های نازک و اندازه گیری رفتار دستگاه. J.S. و D.B. متن مقاله را مشترکا نوشتند و اندازهگیریهای سیستم اندازهگیری دارایی فیزیکی را انجام دادند. K.N. دستور العمل هایی برای مخاطبین اهمی و شاتکی ایجاد کرد. N.A.P. تمام تصویربرداری STEM را انجام داد. P.S. اندازهگیریهای بیضیسنجی را با کمک U.K. M.R. D.B. با اندازه گیری ولتاژ شکست آلفا دیودها.
M.K.I.S. و M.D.W. اندازه گیری های SIMS را انجام داد. V.-A.H.، N.P. و F.G. تحرک های نظری را به عنوان تابعی از x با استفاده از نظریه تابعی چگالی محاسبه کرد (شکل 2e). I.S. آماده سازی نمونه پرتو یون متمرکز و اندازه گیری های APT را انجام داد. S.D. اندازه گیری های APT و تجزیه و تحلیل داده ها را انجام داد. B.M. بر آزمایشهای APT و تجزیه و تحلیل دادهها نظارت داشت. اماس. بر اندازه گیری های بیضی سنجی نظارت داشت. D.A.M. بر اندازه گیری های STEM نظارت داشت. H.G.X. و دی.جی. به طراحی دستگاه ها کمک کرد، در تجزیه و تحلیل نتایج و ویرایش مقاله کمک کرد. D.G.S.
بر رشد MBE نظارت داشت، به درک آزمایش ها کمک کرد، در تجزیه و تحلیل نتایج کمک کرد و ویراستار اصلی پیش نویس های مقاله بود.
D.G.S. به شماره ثبت اختراع ایالات متحده به شماره 11462402 (4 اکتبر 2022) با عنوان "اپیتاکسی پرتو مولکولی ساب اکسید و ساختارهای مرتبط" اعطا شده است. J.S.، D.B.، H.G.X.، D.J. و D.G.S. ثبت اختراع موقت 63/786244 ایالات متحده را با عنوان "روشی برای رشد α-(Al,Ga) 2O3 آغشته به سیلیکون رسانا توسط اپیتاکسی پرتو مولکولی ساب اکسید" ثبت کرده اند. حق ثبت اختراع ساختار اپیتاکسیال شرح داده شده در این مقاله را پوشش می دهد که فیلم های رسانای α - (Al x Ga 1− x ) 2 O 3، و همچنین ساختارهای دستگاه متعددی را که از کانال های α - (Al x Ga 1− x ) 2 O 3 استفاده می کنند را پوشش می دهد.
طبیعت از هیرونوری اوکومورا و دیگر منتقدان ناشناس برای مشارکت در بررسی همتایان این اثر تشکر می کند. گزارش های بازبین همتا در دسترس است.
یادداشت ناشر Springer Nature با توجه به ادعاهای قضایی در نقشه های منتشر شده و وابستگی های سازمانی بی طرف باقی می ماند.
متن اصلی (انگلیسی)
A 7-eV bandgap semiconductor based on silicon-doped α-(Al x Ga 1− x ) 2 O 3
Nature, Published online: 07 October 2026; doi:10.1038/s41586-026-11085-3 Suboxide molecular-beam epitaxy is used to grow silicon-doped α-(AlxGa1−x)2O3 films with bandgaps exceeding 7.0 eV, enabling the fabrication of a Schottky diode and a field-effect transistor with colossal-bandgap channels.