湖南
在可持续技术领域取得重大突破，德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF)的科学家们开发出能够承受超过1200伏电压的氮化镓(GaN)半导体。这些先进组件将提升电动车和可再生能源系统的效率并降低成本，为全球能源转型做出贡献。
氮化镓半导体因其宽带隙特性而成为游戏规则改变者，与传统的硅基半导体相比，它们能够以更低的损耗运行，承受更高的电压，并耐受更高的温度。这使它们成为关键能源转型技术中高性能电子组件的理想选择，如电动车、充电基础设施、储能系统以及太阳能和风力发电厂。
Fraunhofer IAF的研究人员正在专注于开发基于氮化镓的高电子迁移率晶体管(HEMT)技术，阻断电压高达1200V以上。这些技术可以作为能源转型措施的一部分，如电动车的双向充电，旨在提供一种成本效益高的替代方案，替代目前使用的硅碳化物(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，后者成本较高，因此不适合广泛使用。
研究所的团队正在探索几种创新方法来增强氮化镓HEMT，包括在硅基底上处理氮化镓HEMT(GaN-on-Si HEMT)、使用高度绝缘的载体基底如蓝宝石、碳化硅或氮化镓(GaN-on-insulator HEMT)，以及开发垂直氮化镓技术。
这些方法旨在创造高性能、高效且具有成本效益的高电压氮化镓组件，在能源转型的关键技术领域具有巨大的应用潜力。研究人员已经成功展示了具有超过1200V静态阻断电压的GaN-on-Si HEMT，并在面向应用的测量台(双脉冲测量)中将功率组件切换至1100V。
Fraunhofer IAF的研究人员的下一步是在下一个十年内使垂直氮化镓功率集成电路(GaN power ICs)适合工业使用，这将是朝着气候中和社会发展的重大技术飞跃。
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