会员风采
【会员风采】会员单位——西湖大学
日期：2023-05-12阅读：227
单位介绍
西湖大学是一所社会力量举办、国家重点支持的新型高等学校，前身为浙江西湖高等研究院，于2018年2月14日正式获教育部批准设立，学校按照“高起点、小而精、研究型”的办学定位，致力于集聚一流师资、打造一流学科、培育一流人才、产出一流成果，努力为国家科教兴国和创新驱动发展战略作出突出贡献。力争到2026年，主要学科的实力达到世界领先水平，在基础科学研究、技术原始创新、科技成果转化方面作出具有重大影响力的贡献，成为一所设置合理、定位清晰、发展潜力强劲、社会声誉良好的新型国际化高水平研究型大学。
西湖大学微纳平台总面积约为900平米，分为图案化、等离子刻蚀、薄膜制备、先进表征等4个围绕微纳加工与测试的功能模块。其中，在包含千级和百级的约450平米的超净实验室内主要装备了：双面对准光刻机、双光子三维光刻机、电子束曝光机、微纳米3D打印系统、感应耦合等离子体刻蚀系统、深反应离子刻蚀机、等离子去胶机、等离子增强化学沉积系统、原子层沉积设备、磁控溅射镀膜机、热蒸发蒸镀镀膜机、数字全息显微镜、氦离子成像显微镜、扫描探针显微镜、傅立叶变换红外光谱仪、扫描近场光学显微镜、紫外/可见/红外分光光度计、X射线CT、表面台阶仪、椭偏仪等先进仪器设备。微纳平台是西湖大学学科建设和通过学科交叉提升学科发展的重要技术平台，也是开展校内外学术交流和合作研究的重要窗口。为全校PI及其科研团队在微电子学、微纳光电器件、生物技术芯片、新型传感器件、新型3D增材制造等领域开展的基础与前沿科学研究提供专业的技术支撑。开放的微纳平台将面向国内外高校、科研院所、企业等单位提供服务，积极参与国际合作项目，在7-10年内成为一个有国际影响力的微纳研究与制造的共性技术创新平台和微纳技术领域的人才培养基地。
西湖大学物质科学公共实验平台秉承“先进、科学、创新”理念，聚焦服务于物质科学前沿领域中能源、环境、生物医药材料等相关的研究，辅以大型共享设施与设备和资深专业人才，提供整体系统的表征分析技术支撑。在云栖校区，平台重点密切围绕西湖大学物质科学相关学科的建设方向，在形貌表征、结构分析、表面分析、成分分析、磁电物性、热力光综合性能表征和材料制备等多个领域配备了系列高端的先进设备。目前平台拥有超高真空互联系统（集成有STM、Laser-ARPES、XPS、OxMBE、PLD）、单晶/薄膜/粉末XRD、PDF、PPMS、MPMS、稀释制冷机、SEM、AFM、激光导热仪、流变仪、动态光散射仪、浮熔区单晶生长炉等尖端科研设备，并配有经验丰富的高水平专业人才，不但兼顾常规分析表征的研究需求，更能够追踪学科前沿，不断进取，为当今世界最前沿的基础科学研究提供良好的表征支撑。
微纳加工平台
物质科学平台
研究规划
先进固态半导体实验室专注于新一代半导体材料的开发，包括宽禁带氧化物半导体、III-V氮化物薄膜，以及2D材料(石墨烯，hBN和TMDCs)。目标是开发多种半导体薄膜多尺度的异质集成平台，探索其新的物理化学性质，以实现物联网、人工智能、人机接口等新兴应用领域所需的多种功能。
氧化镓因其超宽带隙及优异电学性能备受瞩目，本实验室致力于氧化镓材料、器件及应用等领域的技术开发，包括：
1、Ga2O3同质和异质外延薄膜的高质量生长和可控掺杂。包括基于分子束外延系统(MBE)实现蓝宝石上Ga2O3的高质量异质外延、同质及异质衬底上复杂结构的精确生长和薄膜导电性的可控掺杂，同时也开展了基于卤化物气相外延系统(HVPE)实现Ga2O3高速高质量生长的研究。
2、包括Ga2O3在内的多种材料多尺度的异质集成和Ga2O3 P型导电性等前沿科学问题的探究。
3、Ga2O3功率器件(SBD、MOSFET等)和光探测器的开发。聚焦于Ga2O3器件新技术使其发挥出材料最佳性能。
分子束外延设备
HVPE设备
研发团队
孔玮，西湖大学工学院特聘研究员，中山大学物理学专业获学士，杜克大学电子工程系获博士，2016-2020年在麻省理工学院机械工程系从事博士后研究，壳牌能源学者，2020年9月全职加入西湖大学工学院。孔玮博士曾以第一作者或通信作者身份在Science, Nature Materials, Nature Nanotechnology，Nano Lett.等期刊发表论文，成果得到Semiconductor Today, Science Daily, phys.org, MIT News等多家专业媒体报道。目前成果转化为七项国际专利，被两家美国半导体公司授权生产。
先进固态半导体科研团队人员组成包括三位博士后、八名博士研究生及多名科研助理。团队依托西湖大学重点实验室及校级科研平台，实现了氧化镓在内的多种新型半导体材料的高质量生长及器件制备。目前已在氧化镓外延生长、可控掺杂，光电器件开发等领域有所突破并申请多项相关专利。
团队成果
1、实验室已实现基于分子束外延系统的Ga2O3高质量同质外延生长，包括(100)面、(-201)面和(001)面等常用晶面上的外延生长。利用该系统可精确控制薄膜生长模式及速度，以此最大限度减小外延过程中产生的缺陷而实现最佳外延质量。同时也实现了(AlxGa1-x)2O3、(InxGa1-x)2O3三元氧化物组分的精确控制，通过三元化合可有效调控Ga2O3的禁带宽度，兼具较好的突变界面，为制备高性能氧化镓器件打下基础。此外，Ga2O3 N型导电的可控掺杂也可在该系统中实现，目前已掌握Si和Sn的可控梯度掺杂。利用MBE系统已可以实现Ga2O3多结构多功能的器件级同质外延。
2、为实现Ga2O3的异质集成及降低衬底成本，实验室同步开展了Ga2O3异质外延的研究。目前已实现GaN和蓝宝石衬底上的外延生长，并且在抑制缺陷及孪晶产生方面取得一定进展，显著提高了Ga2O3异质外延的质量。
3、相比分子束外延系统，卤化物气相外延系统(HVPE)拥有更快的生长速度和更低的设备维护成本，在Ga2O3垂直器件制备及产业化领域更具潜力。本实验室开发出的HVPE系统在蓝宝石上生长Ga2O3(-201)面的速度超过10um/h。目前正逐步提高外延质量并抑制背底掺杂。
4、依靠学校微纳平台，本实验室开发出一整套器件制备技术，包括光刻、刻蚀，钝化等一系列标准工艺，目前已成功制备出Ga2O3基光探测器，同时也验证了Ga2O3薄膜的外延质量。下一步实验室将继续探索制造高性能的Ga2O3基功率电子器件，以期释放该材料在功率电子领域的巨大潜力。
氧化镓异质外延
氧化镓基光探测器
