以氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)为代表的第三代半导体是国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要中确定的重点发展方向。
Ⅲ族氮化物薄膜一般通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上外延制备。
然而，一方面，蓝宝石与氮化物之间存在较大的晶格失配与热失配，外延薄膜质量较差，严重影响器件的性能及可靠性，成为目前宽禁带半导体制备的瓶颈。
另一方面，晶体衬底本身尺寸有限、价格昂贵、不具备柔性等，限制了相关器件的生产成本及应用场景。
因此，如何摆脱对传统单晶衬底的依赖是氮化物材料制备的一大难题。
一项新的研究巧妙运用石墨烯的晶格引导氮化物的晶格排列，在非晶玻璃衬底上成功异构外延出高质量的准单晶GaN薄膜，制备了发光器件，并成功地将其转移至其他衬底上，展现出其在柔性电子学、大功率器件、新型显示等领域广泛应用的可能性。
相关研究成果发表于《科学·进展》。
(原标题：面向后摩尔时代，半导体“异构外延”研究获新突破！)