摘要：共同第一作者、布里斯托大学物理学教授马丁·库博尔 （Martin Kuball） 说：“在未来十年内，以前几乎无法想象的改变各种人类体验的技术可能会广泛使用。可能的好处也是深远的，包括通过远程诊断和手术、虚拟教室甚至虚拟假日旅游在医疗保健方面的进步。

消除交通拥堵的自动驾驶汽车，足不出户即可立即获得医疗保健诊断，或者感受到整个大陆的亲人的抚摸，这听起来像是科幻小说中的内容。

但是，由布里斯托大学领导并于今天发表在《自然电子学》杂志上的新研究，由于半导体技术的根本性突破，可能会使这一切更接近现实。

未来主义的概念依赖于比现有网络更快地通信和传输大量数据的能力。因此，物理学家开发了一种创新方法来加速数十个用户（可能遍布全球）之间的这一过程。

共同第一作者、布里斯托大学物理学教授马丁·库博尔 （Martin Kuball） 说：“在未来十年内，以前几乎无法想象的改变各种人类体验的技术可能会广泛使用。可能的好处也是深远的，包括通过远程诊断和手术、虚拟教室甚至虚拟假日旅游在医疗保健方面的进步。

“此外，高级驾驶辅助系统在改善道路安全和工业自动化以提高效率方面具有相当大的潜力。可能的 6G 应用是无穷无尽的，极限只是人类的想象力。因此，我们的创新半导体发现非常令人兴奋，将有助于快速、大规模地推动这些发展。

众所周知，从 5G 到 6G 的转变将要求半导体技术、电路、系统和相关算法进行根本升级。例如，所涉及的主要半导体元件，换句话说，由一种叫做氮化镓 （GaN） 的神奇导体制成的射频放大器，需要更快、发射更大的功率和更可靠。

国际科学家和工程师团队测试了一种新的架构，将这些特殊的 GaN 放大器推向了前所未有的高度。这是通过发现 GaN 中的锁存效应来实现的，从而释放了更强大的射频器件性能。这些下一代器件使用并行通道，然后需要使用低于 100nm 的侧翅片——一种控制流经器件的电流的晶体管。

共同第一作者、布里斯托大学名誉研究助理 Akhil Shaji 博士解释说：“我们与合作者合作，试行了一种称为超晶格齿形场效应晶体管 （SLCFET） 的器件技术，其中 1000 多个宽度低于 100 nm 的鳍片有助于驱动电流。尽管 SLCFET 在 W 波段频率范围内表现出最高性能，相当于 75 GHz -110 GHz，但其背后的物理原理尚不清楚。

“我们认识到这是 GaN 中的锁存效应，从而实现了高射频性能。”

然后，研究人员需要通过同时使用超精密电测量和光学显微镜来准确定位这种效应发生的位置，以便进一步研究和理解它。在分析了 1,000 多个鳍后，发现将这种效应定位到最宽的鳍。

Kuball 教授也是皇家工程院新兴技术主席，他补充说：“我们还使用模拟器开发了一个 3D 模型，以进一步验证我们的观察结果。下一个挑战是研究实际应用中锁存效应的可靠性方面。对该器件的长期严格测试表明，它对器件的可靠性或性能没有不利影响。

“我们发现，驱动这种可靠性的一个关键方面是每个鳍片周围有一层薄薄的介电涂层。但主要结论很明确 - 锁存效应可以用于无数的实际应用，这可能有助于在未来几年以许多不同的方式改变人们的生活。

这项工作的下一步包括进一步提高设备可以提供的功率密度，以便它们能够提供更高的性能并为更广泛的受众提供服务。行业合作伙伴也将把这种下一代设备推向商业市场。

布里斯托大学的研究人员处于提高各种不同应用和设置的电气性能和效率的最前沿。

Kuball 教授领导器件热成像和可靠性中心 （CDTR），该中心正在开发用于净零排放以及通信和雷达技术的下一代半导体电子设备。它还致力于使用宽禁带和超宽带隙半导体来改善器件热管理、电气性能和可靠性。

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来源：人工智能学家