美國空軍(jun) 研究實驗室（AFRL）宣布已經發現一種新的生長和轉移氮化镓（GaN）方法，為(wei) 未來第五代、高速、靈活的通信係統奠定了基礎。
AFRL材料和製造部的科學家Nicholas Glavin說：“我們(men) 展示了在柔性襯底上生長和放置材料的能力，從(cong) 而為(wei) 可穿戴設備或電子設備的供電提供了潛在可能。 我們(men) 是有史以來第一個(ge) 展示出基於(yu) 氮化镓的柔性RF（射頻）晶體(ti) 管器件的公司，該器件實際上具有一定的延展性和柔性。”

GaN 的製造新方法

砷化镓（GaAs）通常是無限設備的首選材料，但由於(yu) GaAs在高功率下傳(chuan) 輸高頻信號的能力有限，使其傳(chuan) 輸高頻數據時出現延遲或者說數據傳(chuan) 輸速率低。相比之下，GaN具有以高功率高頻率傳(chuan) 輸大量數據信息的卓越能力，但由於(yu) 材料製造的成本過高，通常需要諸如藍寶石等剛性襯底、精確的熱穩定性和化學穩定性，使其在應用上受到限製。另外，用這種方法在襯底上生長的GaN隻能用於(yu) 平坦的平麵，不能彎曲或拉伸。

AFRL的新型GaN生產(chan) 方法利用了氮化硼的物理特性。 GaN在氮化硼上生長，然後，利用氮化硼和氮化镓生長表麵之間的弱化學鍵，使得氮化镓能夠轉移到另一個(ge) 襯底上，從(cong) 而在獨特的平台和器件上實現通信能力。

成果意義(yi)

Glavin表示：“我們(men) 看到這個(ge) 研究直接有益於(yu) 空軍(jun) 的兩(liang) 個(ge) 主要應用。一是可穿戴係統。當我們(men) 通過作戰人員等可穿戴設備攜帶人員收集更多信息時，或開發更多傳(chuan) 感器技術時，我們(men) 需要獲取這些信息並通知采取行動。基於(yu) GaN的靈活發射器可以更有效的完成這些操作。二是靈活的共形雷達技術。典型的雷達係統體(ti) 積龐大，但使用這種技術，我們(men) 可以創建更容易集成到動態環境中的係統。”

另一個(ge) 好處是直接在天線係統上進行功率放大。如果有一個(ge) 靈活的功率放大器，就可以盡可能靠近雷達天線，隻需要消除信號傳(chuan) 播的距離就可以提高性能。 靈活的氮化镓能夠將放大器與(yu) 天線放在同一個(ge) 平台上，提高性能和傳(chuan) 輸效率。

柔性GaN 潛力巨大

AFRL靈活射頻電子材料和工藝團隊負責人Donald Dorsey博士說：“進一步開發GaN材料時國防部的首要任務。我們(men) 是首個(ge) 演示GaN柔性射頻晶體(ti) 管器件，且能夠在拉伸情況下保持高性能的團隊。我們(men) 有能力研發出用於(yu) 高功率通信和雷達的、更緊湊、多功能的GaN高頻發射機。”

隨著通信需求的不斷增長和迅速擴大，將GaN轉移到柔性或其他任意襯底的能力對空軍(jun) 具有巨大的價(jia) 值。

未來工作

Glavin說：“我們(men) 正在進行材料集成的研究，將繼續優(you) 化AFRL開發的GaN與(yu) 多種材料表麵的整合能力，並將尋找方法提升性能和轉移工藝。團隊已經針對材料生長工藝和將GaN 用於(yu) 射頻器件兩(liang) 方麵的研究申請專(zhuan) 利。”