研究人员通过烘烤温度和时间来制造无与伦比的超宽带隙半导体，就像烤面包一样。自从铜和锡结合形成硬度更高的青铜以来，合金化(一种以不同比例混合金属的过程)一直是一种已知的制造具有增强性能的材料的方法。尽管技术已经过时，但它仍然是现代电子和光学行业的核心。例如，可以对半导体合金进行工程设计，以优化设备的电气，机械和光学性能。
含铝，镓和铟等第III族元素的氧合金是重要的半导体材料，在高功率电子，太阳盲光电探测器和透明设备中具有广泛的应用。半导体的定义特性是其带隙，即只有具有所需能量的电子才能通过的带隙。β相铝镓氧化物因其带隙较大而引人注目，但大多数III-O合金制造昂贵且质量不令人满意。
廖车豪和李小航小组的同事们发明了一种类似于面包烘烤的技术，可以在普通的熔炉中生产出高质量的铝镓氧化物。“我们已经证明了一种简单有效的方法，称为热互扩散合金化(TIA)，可以实现高质量的薄膜，同时还可以随温度和时间控制成分，”廖说。
廖和团队首先在蓝宝石衬底上制作常见的氧化镓模板的“面团” 。然后，他们在炉子中将样品加热到1,000到1,500摄氏度之间的高温。在面包烘烤中，加热过程使面筋硬化并使面团固化。在他们的研究中，加热导致铝原子从蓝宝石缓慢扩散到氧化镓中，而镓原子沿相反的方向移动以混合并生成铝镓氧化物合金。更高的温度和更长的过程导致更多的相互扩散，从而生产出具有更高铝成分的合金。
退火温度和时间的选择可以更好地控制铝成分，铝含量在0%到81%之间变化，这是对应于非常宽的带隙范围的合金的最高记录。“我们已经证明，TIA是控制基本薄膜特性(包括组成，带隙和厚度)的一项出色的新技术，” Liao解释说。
KAUST的研究人员将TIA视为改进电子和光子学设备的途径，以克服诸如减少碳排放以及改善健康和安全性等挑战。廖说：“我们现在将TIA应用于下一代设备研究。”
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