半导体是电子元器件的重要原材料之一，其影响了整个电子工业的发展，推动了电子产品逐渐向轻量化、微型化、低功耗和长寿命发展。与此同时，半导体技术本身也成了提高电子产品性能上限的一个重要突破口，成为让电子产品更小、更高效的一个关键技术领域。
而在研究中，科学家发现，更宽带隙的半导体，能让电子产品更小、更高效，也能承受更高电压。但与之相对的，更宽带隙也意味着材料导电性更难控制，如何权衡利弊，成为这个课题讨论的方向。而就在近日，美国康奈尔大学领导的研究团队验证了，在氧化铝镓薄膜中掺入硅，可在比以往任何半导体带隙都宽的情况下，依然保持稳定的导电调控能力。这一发现为半导体的发展提供了新的思路。
事实上，从目前的半导体市场来看，氮化镓、碳化硅等宽带隙半导体已经有非常广泛的应用，尤其是在快充充电器、电动汽车等领域，这类半导体更是作为卖点被大力宣传。而氧化铝镓则是在这个背景下，被看重的一类半导体。相较于氮化镓、碳化硅等宽带隙半导体，氧化铝镓更加灵活。通过调节铝与镓的比例，氧化铝镓的带隙可在5.4至8.6电子伏之间变化，可调范围比其他同类型材料都宽。但铝含量越高，越难向材料中注入自由电子，这也就导致了这类材料很难实现产品化。
此次研究团队针对这一问题，采用了分子束外延技术，通过在蓝宝石衬底上逐原子层生长氧化膜，并掺入少量硅，实现了超大带隙与良好导电性的平衡，并通过实验证明了其应用于二极管和晶体管器件的可能性。
不仅如此，从材料本身来看，蓝宝石储量丰富、成本低，且已实现高质量规模化生产，因此这项技术产业化前景也十分可观。
目前相关成果已经发表于新一期《自然》杂志，感兴趣的读者可以查阅学习。
