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成果簡介隨著技術發展， 對于大功率白光 LED 而言， 發光效率的提高一直是個瓶頸。針對 GaN 基器件， 由于同質 GaN 襯底價格昂貴， 因此一直沒有被普遍應用到 GaN基材料生長領域。 目前一般采用在異質襯底上生長 GaN 基材料， 國內外一般采用藍寶石襯底、 碳化硅襯底、 硅襯底等等。 這導致 GaN 基材料與異質襯底之間的熱膨脹系數、 晶格系數的不匹配， 從而 GaN 基材料中缺陷密度很高， 一般在 105～108/cm2 量級。 高密度的缺陷直接導致光電器件發

北京大學物理學院寬禁帶半導體研究中心沈波和楊學林課題組與俞大鵬、劉開輝課題組合作，成功實現了Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長，相關工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在線刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基寬禁帶半導體具有帶隙大、擊穿電場高、飽和電子漂移速度大等優異，能夠滿足現代電子技術對高溫、高頻、高功率等性能的要求，對國家的高技術發展和國防建設具有重要意義。由于缺乏天然的GaN單晶襯底，GaN基半導體材料和器件主要在異質襯底上外延生長。因具有大尺寸、低成本及易于集成等優點，Si襯底上外延GaN成為近年來學術界和產業界高度關注的熱點領域。 目前用于GaN外延生長的Si襯底主要是Si(111)襯底，其表面原子結構為三重排列，可為六方結構的GaN外延提供六重對稱表面。然而，Si(100)襯底是Si集成電路技術的主流襯底，獲得Si(100)襯底上GaN外延薄膜對于實現GaN器件和Si器件的集成至關重要。但Si(100)表面原子為四重對稱，外延生長時無法有效匹配；同時Si(100)表面存在二聚重構體，導致GaN面內同時存在兩種不同取向的晶疇。迄今國際上還未能實現標準Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長。圖 Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長 沈波和楊學林課題組創造性地使用單晶石墨烯作為緩沖層，在Si(100)襯底上實現了單晶GaN薄膜的外延生長，并系統研究了石墨烯上GaN外延的成核機理和外延機制。該突破不僅為GaN器件與Si器件的集成奠定了科學基礎，而且對當前國際上關注的非晶襯底上氮化物半導體外延生長和GaN基柔性器件研制具有重要的指導價值。

上限低，可反向導通，dv/dt擾動和di/dt擾動等。該項成果設計出適用于N型常關GaN器件的半橋柵驅動電路，通過分離充放電路徑避免柵驅動電壓振鈴現象的發生和dV/dt現象對柵驅動電路的干擾；同時利用高端柵極鉗位技術，在自舉充電路徑中對BOOT電容進行鉗位，防止對上開關管的損壞。 半橋GaN柵驅動電路主要指標為： ？ 獨立的高側和低側TTL邏輯輸入 ？ 1.2A/5A 峰值上拉和下拉電流 ？ 高端浮動電壓軌到100V ？ 0.6Ω/2.1Ω 下拉和上拉電阻 ？ 快速的延遲時間 (28ns typ) ？ 非常優越的延時匹配（1.5ns typ）

該項成果設計出適用于N型常關GaN器件的半橋柵驅動電路，通過分離充放電路徑避免柵驅動電壓振鈴現象的發生和dV/dt現象對柵驅動電路的干擾；同時利用高端柵極鉗位技術，在自舉充電路徑中對BOOT電容進行鉗位，防止對上開關管的損壞。

隨著計算智能方法得到更廣泛的應用，其從問題本身學習的能力亟待增強。為此，越來越多研究提出使用機器學習模型來驅動計算智能。通常，這種基于模型的進化算法的性能高度依賴于所采用模型的訓練質量。而傳統機器學習方法需要大量訓練數據進行模型訓練，而且受維度災難的影響，這類方法通常很難解決維度較高的問題，約束了計算智能方法的應用范疇。課題組在IEEE Transactions on Cybernetics上發表了一種由生成對抗網絡（GAN）驅動的進化多目標算法。