美(měi)國(guó)空(kōng)軍研究實驗室（AFRL）宣布已經發現(xiàn)一(yī)種新的(de)生(shēng)長•(cháng)和(hé)轉移氮化(huà)镓（GaN）方法，為(wèi)未來(lái)第五代、高(gāo←)速、靈活的(de)通(tōng)信系統奠定了(le)基礎。
AFRL材料和(hé)制(zhì)造部的(de)科(kē)學家(jiā)Nicholas Glavin說(shuō)：“我們展示了(le)在柔性襯底上(shàng)生(shēng)長($cháng)和(hé)放(fàng)置材料的(de)能(néng)力，從(cóng)而為(wèi)可(kě)穿戴設備或電(diàn)子(zǐ)設備的♦(de)供電(diàn)提供了(le)潛在可(kě)能(néng)。 我們是(shì)有(yǒu)史以來(l₹ái)第一(yī)個(gè)展示出基于氮化(huà)镓的(de)柔性RF（射頻(pín)）晶體(tǐ)管器(qì)件(jiàn)的(de)公司，該器(qì)件✔(jiàn)實際上(shàng)具有(yǒu)一(yī)定的(de)延展性和(hé)柔性。”

GaN 的(de)制(zhì)造新方法

砷化(huà)镓（GaAs）通(tōng)常是(shì)無限設備的(de)首選材料，但(dàn)由于GaAs在高(gāo)功率下(xià)α傳輸高(gāo)頻(pín)信号的(de)能(néng)力有(yǒu)限，使其傳輸高(gāo)頻(pín")數(shù)據時(shí)出現(xiàn)延遲或者說(shuō)數(shù)據傳輸速率低(dī)。相(☆xiàng)比之下(xià)，GaN具有(yǒu)以高(gāo)功率高(gāo)頻(pín)率傳輸大(dà)量數(shù)據→信息的(de)卓越能(néng)力，但(dàn)由于材料制(zhì)造的(de)成本過高(gāo)，通(tōng)常需要(yào)諸如(rú)藍(lán)寶石等剛性襯底、精确的(d•e)熱(rè)穩定性和(hé)化(huà)學穩定性，使其在應用(yòng)上(shàng)受到(dào)限制(zhì)。另外(wài)，用(yòng)這(z✘hè)種方法在襯底上(shàng)生(shēng)長(cháng)的(de)GaN隻能(néng)用(yòng)于平∏坦的(de)平面，不(bù)能(néng)彎曲或拉伸。

AFRL的(de)新型GaN生(shēng)産方法利用(yòng)了(le)氮化(huà)硼的(de)物(wù)理(lǐ↔)特性。 GaN在氮化(huà)硼上(shàng)生(shēng)長(cháng)，然後，利用(yòng)氮化(huà)硼和(hé)氮化(huà )镓生(shēng)長(cháng)表面之間(jiān)的(de)弱化(huà)學鍵，使得(de)氮化(huà)镓能(néng)夠轉移到(dào)另☆一(yī)個(gè)襯底上(shàng)，從(cóng)而在獨特的(de)平台和(hé)器(qì)件(jiàn)上(shàng)實現(xiàn)通(tōng)信能(néng)力。

成果意義

Glavin表示：“我們看(kàn)到(dào)這(zhè)個(gè)研究直接有(yǒu)益于空(kōng)軍的(de)兩個(Ωgè)主要(yào)應用(yòng)。一(yī)是(shì)可(kě)穿戴系統。當我們通(tōng)過作(zuò)戰人(rén)員(yuán)等可(kě↔)穿戴設備攜帶人(rén)員(yuán)收集更多(duō)信息時(shí)，或開(kāi)發更多(duō)傳感器(qì)技(jì)術(shù)時(shí)，我們需要(yào)獲取這(zhè)些(xi₽ē)信息并通(tōng)知(zhī)采取行(xíng)動。基于GaN的(de)靈活發射器(qì)可(kě)以更有(yǒu)效的(de)完成這(zhè)些(xiē™)操作(zuò)。二是(shì)靈活的(de)共形雷達技(jì)術(shù)。典型的(de)雷達系統體(tǐ)積龐→大(dà)，但(dàn)使用(yòng)這(zhè)種技(jì)術(shù)，我們可(kě)以創建更容易集成到(dào)動态環境γ中的(de)系統。”

另一(yī)個(gè)好(hǎo)處是(shì)直接在天線系統上(shàng)進行(xíng)功率放¶(fàng)大(dà)。如(rú)果有(yǒu)一(yī)個(gè)靈活的(de)功率放(fàng)大(dà)器(qì)，就(jiù)可(kě)以盡可(kě)能(néng)靠近(jìn)雷達天線，隻®需要(yào)消除信号傳播的(de)距離(lí)就(jiù)可(kě)以提高(gāo)性能(néng)∞。 靈活的(de)氮化(huà)镓能(néng)夠将放(fàng)大(dà)器(qì)與天線放(fàng)在同一(yī)個(±gè)平台上(shàng)，提高(gāo)性能(néng)和(hé)傳輸效率。

柔性GaN 潛力巨大(dà)

AFRL靈活射頻(pín)電(diàn)子(zǐ)材料和(hé)工(gōng)藝團隊負責人(rén)Donald ★Dorsey博士說(shuō)：“進一(yī)步開(kāi)發GaN材料時(shí)國(guó)防部的(de)首要(yào)任務。我們是(shì)首個(gè)演示GaN柔✘性射頻(pín)晶體(tǐ)管器(qì)件(jiàn)，且能(néng)夠在拉伸情況下(xià)保持高(gāo)性能(néng)的(de)團隊。我們有(yǒu)能(né™ng)力研發出用(yòng)于高(gāo)功率通(tōng)信和(hé)雷達的(de)、更緊湊、多(duō)功能(néng)的(de)GaN高(gāo)頻(pín)♠發射機(jī)。”

随著(zhe)通(tōng)信需求的(de)不(bù)斷增長(cháng)和(hé)迅速擴大(dà)，将GaN轉移到(dào)柔性或其他(tā)¥任意襯底的(de)能(néng)力對(duì)空(kōng)軍具有(yǒu)巨大(dà)的(de)價值。

未來(lái)工(gōng)作(zuò)

Glavin說(shuō)：“我們正在進行(xíng)材料集成的(de)研究，将繼續優化(huà)AFRL開(kāi)發的(de)GaN與​多(duō)種材料表面的(de)整合能(néng)力，并将尋找方法提升性能(néng)和(hé)轉移工(gōng)藝。團隊已經 針對(duì)材料生(shēng)長(cháng)工(gōng)藝和(hé)将GaN 用(yòng)于射頻(pín)器(>qì)件(jiàn)兩方面的(de)研究申請(qǐng)專利。”