康奈尔大学研究人员开发出新型晶体管架构XHEMT，该架构不仅有望改变高功率无线电子产品设计，还能缓解关键半导体材料供应链的脆弱性。XHEMT包含一层超薄氮化镓，构建在缺陷密度低、带隙超宽的块状单晶氮化铝上，能承受更高温度和电压，降低电损耗。

这项研究由康奈尔大学电子与计算机工程学院、材料科学与工程系及卡弗里纳米科学研究所的专家共同领导，详细成果发表于《先进电子材料》杂志。XHEMT专为射频功率放大器设计，这是5G、6G无线网络及国防雷达系统的关键组件。其采用导热系数更高的氮化铝基板，通道温度更低，能在高功率下运行，扩展通信范围或雷达性能。

与传统氮化镓基器件相比，XHEMT材料层晶格匹配，晶体缺陷减少约100万倍。邢教授指出，新型氮化铝衬底基本消除了这些缺陷，为后续迭代带来巨大优势。此外，减少对氮化镓的依赖对美国研究和制造业至关重要，XHEMT所需镓含量极少，降低了供应链风险。

该研究使用的氮化铝单晶由纽约州奥尔巴尼的Crystal IS公司生产，该公司是少数能以所需质量生长氮化铝单晶的制造商之一。杰纳表示，氮化铝衬底已用于光子学，此研究为电子学应用开辟了新途径。12月1日，《APL Materials》杂志还重点介绍了XHEMT在商业化准备方面的进展。

更多信息：作者：Eungkyun Kim 等人，标题：《超宽带隙单晶 AlN 衬底上的 XHEMT》，发表于：《先进电子材料》(2025)。期刊信息： APL Materials