北京大学宽禁带半导体研究中心

宽禁带半导体是指其禁带宽度大于Si、GaAs等半导体的一类半导体，主要包括Ⅲ族氮化物、金刚石、ZnO、SiC等。它们的微结构、光学性质和电学性质有许多与Si、GaAs不同的特有性质。近十年来，以Ⅲ族氮化物为代表的宽禁带半导体材料与器件发展迅猛，对信息科学技术的发展和应用起了巨大的推动作用，被称为继以Si、GaAs为代表的第一、第二代半导体后的第三代半导体。

由InN、GaN、AlN及其合金组成的Ⅲ族氮化物(又称GaN基)半导体是目前最重要一类宽禁带半导体，其主要应用领域包括：（1）当前在国内外非常受人瞩目的半导体照明是一种新型的高效、节能和环保光源，将取代目前使用的大部分传统光源，被称为21世纪照明光源的革命，而GaN基高效率、高亮度发光二极管(LED)的研制是实现半导体照明的核心技术和基础。（2）DVD的光存储密度与作为读写器件的半导体激光器的波长的平方成反比，而GaN基短波长半导体激光器可以把当前使用的GaAs基半导体激光器的DVD光存储密度提高4－5倍，将会成为光存储和处理的主流技术。（3）高温、高频、高功率微波器件是无线通信、国防等领域急需的电子器件，如果目前使用的微波功率管的输出功率密度提高一个数量级，微波器件的工作温度提高到300C，将解决航天航空用电子装备和民用移动通信系统的一系列难题。

但是，无论是GaN基光电子材料与器件，还是GaN基微电子材料与器件都涉及到Ⅲ族氮化物半导体特有的许多新的科学和技术问题。从传统的半导体物理到宽禁带半导体物理，引入了不少新概念，出现了一些传统的半导体物理难以解释的现象。这些科学问题的研究将带动凝聚态物理，特别是半导体物理的发展。因此，宽禁带半导体物理、材料与器件研究具有重要的科学意义，它已在国际上发展成为一门新的交叉学科。

北京大学宽禁带半导体研究中心是2001年由物理学院的Ⅲ族氮化物半导体研究组&、微腔物理和微结构光子学组和化学学院的固体化学材料研究组联合组建的跨学科研究中心。物理学院Ⅲ族氮化物半导体研究组1993年起在国内最早开展了MOCVD生长GaN基材料与蓝光LED的研究工作，成功地研制出GaN基蓝光、绿光和白光LED，掌握了拥有自主知识产权的GaN基LED制备的关键技术，在上海依靠自己的技术建立了北大蓝光公司并成为863计划产业化基地。经过过去十多年的不懈努力，本中心已发展成为国内宽禁带半导体的主要研究基地之一，在GaN基半导体材料生长、物理性质和光电子器件研制等方面做出了多项开创性工作。承接了国家863计划项目、国家科技攻关项目、国家自然科学基金重点项目等二十多项课题，获得/申请国家发明专利十多项，发表各类学术论文一百多篇，Ⅲ族氮化物半导体研究组被国家科技部、解放军总装备部授予863计划先进集体称号，张国义教授获先进个人奖励。最近本中心在半导体照明用大功率白光LED研制和GaN基脊型LD研制上又取得了重大突破。

本中心现已形成了一支相对比较年轻，老一代著名科学家为学科带头人，中青年科学家为工作在一线的学术带头人，包括一批青年学术骨干，以及博士后、博硕士研究生组成的研究队伍；同时也形成了具有长期的实验室工作经验、高水平的实验技术队伍。在过去的5年中，本中心教授在国际学术会议上做邀请报告20多次，主持召开了中日氮化物半导体材料和器件研讨会。本中心与德国Ulm大学，比利时鲁汶大学，日本东京大学、千叶大学、美国堪萨斯州立大学、澳大利亚新南威尔士大学等保持着密切的学术交流和合作研究关系。

本中心的发展目标是建设成为在宽禁带半导体若干领域处于国际先进水平和国内领先水平的著名研究、开发基地和宽禁带半导体高级人才的培养基地。根据当前国内外宽禁带半导体研究动态，本中心近期的研究开发内容主要包括：(1) 用于半导体照明工程的GaN基高效率、高亮度白光LED；(2) 用于光存储的GaN基短波长激光器；(3) 用于军用和民用无线通信的GaN基高温、高频、高功率微波器件；(4) 用于军用的GaN基光电探测器；(5)为上述研究使用的自支撑GaN衬底材料和激光剥离技术。作为大学的研究基地，我们将随时关注宽禁带半导体研究领域各种新的发展动态，随时把握新的学术生长点。

欢迎对宽禁带半导体研究、开发感兴趣的各界人士共同参与，为宽禁带半导体事业的发展做出更大的贡献。