半導體產業網訊 近日，武漢大學工業科學研究院袁超課題組和斯洛伐克科學院Filip Gucmann課題組合作，在國際權威期刊《Small》上發表了題為“Phase-Dependent Phonon Heat Transport in Nanoscale Gallium Oxide Thin Films”的研究論文。

超寬禁帶材料氧化鎵((Ga₂O₃)具有多種不同相結構：α, β, κ (ε), δ, γ。其中單斜結構β-Ga₂O₃具有高達~4.9 eV的禁帶寬度和~8 MV cm-1的理論擊穿場強，從而成為下一代高功率電力電子器件領域的戰略性先進電子材料。相關高性能β-Ga₂O₃基電子器件已經被廣泛報道，包括肖特基勢壘二極管，太陽能電池，晶體管和日盲紫外光電探測器等。

β相Ga₂O₃ 的優勢還未探索完全，Ga₂O₃其他相結構（如α相剛玉型結構和κ相正交型結構，圖1a所示）表現出獨特的物理性質而逐漸受到電子器件領域的關注。其中α-Ga₂O₃，具有最大的禁帶寬度和最高的理論擊穿場強，在日盲紫外探測器和超高壓功率電子器件具有廣闊的應用前景；同時κ-Ga₂O₃還具有高介電常數、強壓電極化和鐵電極化特性，為超寬禁帶半導體高頻、高功率電子器件和微波射頻器件的制備提供新的材料體系。

然而，Ga₂O₃基電子器件的熱問題一直是一個突出問題，部分原因來自于其較低熱導率和存在于Ga₂O₃和異質襯底界面之間的較大界面熱阻。因此，了解不同相Ga₂O₃的熱輸運性質對器件的熱管理和可靠性設計至關重要。但是其晶體結構復雜，缺乏對應聲子熱輸運模型和系統性的實驗研究，因此研究不同相納米級Ga₂O₃薄膜的熱輸運性質仍然具有挑戰性。