中国团队成功验证！半导体“明星材料”研究取得重要进展

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近日，北京邮电大学物理科学与技术学院吴真平教授团队联合香港理工大学、南开大学等单位，在宽禁带半导体铁电性研究领域取得重要进展。团队实验验证了主流宽禁带半导体氧化镓（Ga2O3）的室温本征铁电性。

在当今的信息化社会，半导体、集成电路和芯片是极其重要的基础。氧化镓作为新一代超宽禁带半导体的“明星材料”，凭借其约4.8 eV的超宽禁带和优异的抗击穿特性，在高功率电子器件和日盲探测领域具有广阔的应用前景。然而，要让其具备类似“U盘”一样的记忆存储功能（即铁电性），是一个科学难题。

面对这一挑战，北邮科研团队利用工业兼容的MOCVD技术，成功制备了纯相外延κ-Ga2O3薄膜，并提供了其室温本征铁电性的确凿证据。

研究团队通过精密的实验表征，观测到了稳定的铁电翻转现象，测得器件具有优异的开关比（>105）和循环耐久性（>107次）。为了探究这背后的原因，第一性原理计算与原子级成像进一步揭示了其独特的微观机制：极化翻转是通过GaO4四面体与GaO6八面体之间的协同结构畸变来实现的。

这一发现证实了在不破坏化学键的前提下，宽禁带半导体依然可以通过特殊的结构相变实现铁电功能。

该研究成果展现了宽禁带半导体特性与铁电性可以在单一材料中和谐共存，为解决长期以来的学术争议提供了明确的实验依据。
这一研究进展不仅促进了半导体物理与铁电物理的交叉融合，更为未来的半导体技术开辟了新路径：即利用单一材料平台，同时满足高功率、高耐压以及非易失性存储的需求。这为构建高功率和极端环境下信息器件的多功能集成提供了全新的材料基础和设计思路。

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