郝跃院士团队实现最高性能的氮化镓微波二极管

         近日，西安电子科技大学郝跃院士团队在国际权威期刊《电气和电子工程师协会工业电子会刊》（IEEE Transactions on Industrial Electronics）和《 电气和电子工程师协会功率电子会刊 》（IEEE Transactions on Power Electronics）上相继报道了国际最高性能的新型氮化镓微波二极管、微波整流模块及微波无线传能系统。 大功率微波二极管是微波无线传能、大功率微波限幅等系统的核心器件，然而硅、砷化镓等传统半导体微波二极管单管最大功率只有几百毫瓦，严重制约了上述系统的发展。氮化镓二极管因其微波大功率潜在优势，成为当前该领域国际研究热点。然而该器件研发难度很大，因为氮化镓禁带宽度大，难以同时获得低开启电压、低漏电、高击穿电压等器件关键特性，同时当前氮化镓材料位错缺陷密度高，严重制约了器件可靠性。郝跃院士团队经过多年攻关，提出了一种非极性面凹槽阳极器件结构及新型工艺方法，成功实现了低开启电压(<0.4 V)、低电阻(< 5 Ω)、低电容(<0.5 pF)，高截止频率（124 GHz）的优越特性，特别是单管功率相比传统二极管提升了10—50倍。此外，该团队采用新型器件研制的2.45GHz整流模块在输入功率0.75 W和7.2 W时整流效率分别达79%与50%，5.8GHz整流模块在输入功率2W和6W时整流效率达71%与50%，并成功实现了在2m距离下的高效率微波无线能量传输。这些研究结果均是当前国际公开报道的最高水平。 相关论文信息：DOI：10.1109/TPEL.2019.2938769  DOI：10.1109/TIE.2019.2939968

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2019/10/02