Oxford University Press · New York · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

近年来，GaN/AlN异质结中高导电二维空穴气（2DHG）的发现为实现高效的互补型GaN电子器件开辟了道路，这是宽禁带半导体器件物理中的长期挑战。电输运研究和模拟表明，这些2DHG中重空穴和轻空穴价带均被占据，但对可动空穴基本参数的直接实验表征仍处于初期阶段。本文利用时间域太赫兹光谱结合高达31 T的脉冲磁场，在低温（8 K）下直接测量了基于GaN的2DHG中可动二维空穴的回旋共振，揭示了有效质量、载流子浓度、散射时间和迁移率等关键材料参数。

解读: 该GaN/AlN异质结二维空穴气研究为阳光电源GaN功率器件开发提供关键基础数据。通过太赫兹回旋共振直接表征的空穴有效质量、迁移率等参数，可指导SG系列光伏逆变器和ST储能变流器中GaN器件的优化设计。二维空穴气的高导电特性有助于实现互补型GaN器件（p型+n型），突破现有单极性限制，提升电动汽车驱...

Mao Jia · Bin Hou · Ling Yang · Zhiqiang Xue 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文提出了一种结合氧等离子体处理与后退火工艺的表面氧化方法，用于制备高阈值电压（_V_th）的增强型p-GaN栅高电子迁移率晶体管（E-mode _p_-GaN HEMTs）。通过氧等离子体在p-GaN表面形成可控的氧化层，再经氮气氛围下高温退火优化界面质量，有效提升了栅介质与p-GaN间的界面特性，增强了Mg受主激活。该方法实现了稳定的增强型工作特性，阈值电压高达2.9 V，并显著降低了栅泄漏电流。研究为高性能E-mode HEMT器件的可控制备提供了可行方案。

解读: 该高阈值电压E型p-GaN HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过氧等离子体和退火工艺提升的2.9V阈值电压，可显著改善GaN器件的开关特性和可靠性，特别适合应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计。降低的栅极漏电流有助于提升系统效率，对车载OBC等对功率密度要求...

Kazuki Nomoto · Isabel Streicher · Chandrashekhar Savant · Madhav Ramesh · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的AlYN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs），实现了优异的开关特性。器件展现出66.5 mV/decade的超低亚阈值摆幅，接近理论极限，同时获得高达10⁹的电流开/关比。该性能得益于高质量异质结界面与有效载流子调控，表明MOCVD技术在制备高性能GaN基低功耗电子器件方面具有巨大潜力，适用于下一代高频、高能效应用。

解读: 该MOCVD AlYN/GaN HEMT技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。66.5mV/decade的超低亚阈值摆幅和10⁹开关比特性，可显著提升SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的开关效率，降低导通损耗。这一技术突破有望应用于新一代三电平拓扑中的GaN功率模块设计，为高频化设计提供器...

De Santi · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文研究了室温氢气处理后AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的电学特性，并分析了氢气作用于AlGaN/GaN HEMT的物理机制。氢气处理后，器件的开关比从2.2×10³提高到3.2×10³，最大跨导也有所增加，而阈值电压几乎保持不变。与未处理的器件相比，氢气处理后器件的栅延迟特性得到了改善。通过低频噪声表征方法发现，与未处理的器件相比，氢气处理后AlGaN/GaN HEMT的内部缺陷密度有更明显的降低。这一机制可归因于氢原子通过形成N - H和Si - H等键对漏极和栅极电极之间S...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于氢处理改善AlGaN/GaN HEMT器件性能的研究具有重要的战略意义。GaN（氮化镓）功率器件是新一代高效电力电子技术的核心，在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，GaN器件能够实现更高的开关频率、更低的导通损耗和更紧凑的系统设计，这直接关系到产品的功率密度和转换...

Von Bardeleben · Van De Walle · China Machine Press · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

研究了14 MeV中子辐照及退火处理对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）电学性能与缺陷演化关系的影响。随着辐照注量增加，器件的漏极电流、跨导及载流子浓度显著下降，而反向栅泄漏电流上升。通过深能级瞬态谱技术分析发现，中子辐照引入了多个深能级缺陷，其浓度随注量增加而升高，且在退火过程中部分缺陷发生转化或湮灭。研究表明，位移损伤导致的点缺陷及其演化进程是电学性能退化的主要机制，为HEMT在辐射环境中的可靠性评估提供了重要依据。

解读: 该GaN HEMT中子辐照损伤机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示的深能级缺陷演化规律可指导SG系列光伏逆变器、ST储能变流器及电动汽车驱动系统中GaN器件的可靠性设计。针对辐照引起的载流子浓度下降、栅泄漏增加等退化机制，可优化器件筛选标准和老化测试方案。退火处理对缺陷的修复效应...

The Netherlands · De Giorgi · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

低功耗纳米激光器对片上集成光互连和光子集成电路的发展至关重要。单层过渡金属二硫族化合物（TMDs）作为高效能的光学增益介质，展现出实现超低阈值激光的潜力。尽管已有研究认为TMDs满足激光发射条件，但是否实现真正意义上的激光仍存争议。本文综述了该领域进展，阐明激光的关键特征及其在TMD器件中的验证方法，系统评估近期宣称实现激光的研究成果，并讨论未来研究方向与应用前景，指出实现实用化TMD纳米激光器所需克服的核心挑战。

解读: 该纳米激光器技术对阳光电源光通信和传感系统具有前瞻价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于电池管理系统（BMS）的光纤传感网络，利用低功耗纳米激光实现高密度电芯温度和电压的光学监测，替代传统电气采样，提升抗电磁干扰能力。在iSolarCloud智能运维平台，片上集成光互连技术可用于边缘计...

Xuefeng Xu · Bingchen He · Zhenhuang Su · Kanrui Jiang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种在空气中实现双重建钝化的策略，用于制备高效宽带隙钙钛矿太阳能电池组件。通过界面与体相协同钝化，有效抑制了非辐射复合，提升了载流子寿命和器件开路电压。该方法无需惰性气氛加工，显著增强了工艺环境适应性。所制备的小组件在16.5 cm²有效面积上实现了超过20%的光电转换效率，且表现出良好的稳定性。此技术为大面积钙钛矿光伏模块的低成本、可扩展制造提供了可行路径。

解读: 该空气中双重钝化宽带隙钙钛矿技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要应用价值。宽带隙钙钛矿电池（1.68eV以上）可与晶硅电池构成叠层结构，理论效率突破单结极限，为逆变器输入提供更高电压和功率密度。空气环境加工工艺显著降低制造成本，契合阳光电源大规模量产需求。16.5cm²组件20%效率验证了工...

Han Xiong · Qiang Yang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

提出了一种直接由SMA接头馈电的梯度折射率超构表面阵列，用于实现高效的微波功率接收。该设计通过在超构表面单元中引入折射率梯度分布，增强了电磁波的局域聚焦能力，显著提升了接收增益与转换效率。阵列结构与SMA接口集成，简化了馈电网络并降低了损耗。实验结果表明，在5.8 GHz频段下，该接收器具有较高的辐射到直流转换效率和良好的角度稳定性，适用于无线功率传输系统。

解读: 该梯度折射率超构表面技术对阳光电源无线功率传输领域具有前瞻性价值。其5.8GHz高效微波接收与辐射-直流转换能力，可应用于：1）光伏运维场景的无线传感器供电，配合iSolarCloud平台实现免维护监测节点；2）储能系统PowerTitan的无线充电接口设计，简化模块间互联；3）电动汽车充电桩的无线...

Xingchen Xiao · Junbo Liu · Wensong Zou · Pu Hong · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种基于增强型（E-mode）兼容工艺的高线性度片上GaN-on-Si温度传感器。该传感器利用AlGaN/GaN异质结构中的二维电子气对温度的敏感特性，实现了优异的线性响应。通过优化器件结构与制备工艺，传感器在宽温范围内表现出高稳定性与可重复性，线性相关系数超过0.999。该方案无需额外工艺步骤，可与标准GaN功率器件单片集成，适用于高密度功率系统中的实时温度监测。

解读: 该高线性度GaN温度传感器技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN功率器件的热管理是提升功率密度和可靠性的关键瓶颈。该传感器基于E-mode工艺可与GaN功率器件单片集成，无需额外工艺步骤，实现芯片级实时温度监测，线性度超0.999保证精准热保护。可...

Tao Zhang · Junjie Yu · Heyuan Chen · Yachao Zhang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种在SiC衬底上制备的具有AlN超晶格背势垒结构的双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管。通过引入AlN超晶格作为背势垒，有效抑制了二维电子气向衬底方向的扩展，增强了载流子 confinement 效应，提升了器件的反向阻断能力与正向导通性能。该结构实现了高击穿电压与低泄漏电流的优异平衡。实验结果表明，器件具有较低的开启电压和高电流密度，同时反向击穿电压显著提高。该设计为高性能GaN基功率二极管的发展提供了可行方案。

解读: 该双通道AlGaN/GaN肖特基二极管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。AlN超晶格背势垒结构可显著提升GaN器件的击穿电压和导通特性,这对SG系列1500V光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频化设计至关重要。特别是在三电平拓扑中,该技术可用于优化快恢复二极管的性能,有助于提升系统效率和...

Yuting Sun · Hefei National Laboratory · Xianke Li · Qingyu Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

宽带量子极限放大器对量子信息处理至关重要，但其设计与制备仍面临挑战。本文提出一种宽带合并元件约瑟夫森参量放大器，将并联离散电容直接集成于约瑟夫森结中。该设计消除了分立电容的缺陷，简化了制备工艺，降低了对高精度光刻设备的需求，并兼容标准超导量子比特制备流程。实验结果显示，在500 MHz带宽内增益达15 dB，平均饱和功率为−116 dBm，噪声性能接近量子极限。该放大器结构鲁棒、易于实现，有望广泛应用于超导量子信息与量子计算领域。

解读: 该宽带约瑟夫森参量放大器技术虽属量子计算领域，但其核心设计理念对阳光电源功率器件与控制技术具有启发价值。其宽带低噪声放大特性可借鉴至ST储能变流器的微弱信号检测电路，提升电网谐波与故障信号的识别精度；合并元件设计简化制备工艺的思路，可应用于SiC/GaN功率模块的集成化设计，降低寄生参数影响，提高开...

Kubra Circir · Hannaneh Karimi · Dongxia Wei · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了基于GaSb衬底的AlxIn1−xAsySb1−y数字合金分离吸收区、电荷区和倍增区雪崩光电二极管，其吸收波长达2 μm，吸收层厚度为50至400 nm。由于窄带隙吸收层材料用量减少，器件在室温下表现出极低的暗电流，并在高倍增增益下仍保持低暗电流特性。其中，100 nm吸收层器件在增益为90时室温暗电流密度约为35 mA/cm²，是目前报道中室温下高增益工作的2 μm III-V族雪崩光电二极管的最低值。吸收层减薄有效抑制了体暗电流，未来需重点抑制表面漏电流与倍增区暗电流。此外，优化p...

解读: 该2μm波段低暗电流APD技术对阳光电源光伏及储能系统的智能监测具有应用价值。2μm近红外探测器可用于iSolarCloud平台的组件热斑检测、电气连接异常诊断等预测性维护场景，其室温低暗电流特性（增益90时仅35mA/cm²）可显著提升信噪比，增强SG系列逆变器和PowerTitan储能系统的故障...

Ajmal Khan · Van De Walle · Cambridge University Press · Den Baars 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

基于III族氮化物的光电器件在高温下表现出多种形式的热退化现象，但其机理尚不明确。本文研究了不同发光波长的GaN/InGaN单量子阱结构中的非辐射载流子寿命及其与生长条件的关系。结果表明，随着缓冲层和包覆层生长温度的降低，非辐射寿命呈指数增长。研究表明，点缺陷扩散导致的非辐射复合是III族氮化物生长过程中普遍存在的机制，并可能是量子阱上方外延层（如p型层）生长及退火后热退化的主要原因。通过有效调控点缺陷扩散可提升器件性能与可靠性。

解读: 该研究揭示的GaN器件点缺陷扩散机制对阳光电源功率器件应用具有重要指导意义。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN功率器件需承受高频开关和温度循环应力，点缺陷扩散导致的热退化直接影响器件长期可靠性。研究提出的通过降低外延层生长温度抑制缺陷扩散的方法，可指导阳光电源在GaN模块选型时关注外延工艺参...

Jiangbin Wan · Hengyu Wang · Chi Zhang · Ce Wang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种基于结的深台面终端结构，用于提升千伏级以上垂直β-Ga2O3功率器件的击穿性能。通过精确控制台面刻蚀深度并结合p型掺杂层形成局部PN结，有效调制表面电场分布，抑制边缘击穿。实验结果表明，该终端结构显著提高了器件的击穿电压与可靠性，为高性能氧化镓功率器件的规模化应用提供了可行方案。

解读: 该β-Ga2O3功率器件终端技术对阳光电源具有前瞻性战略价值。深台面结终端结构实现的千伏级击穿电压和高可靠性，可为ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的下一代功率模块提供超越SiC的技术路径。Ga2O3的超宽禁带特性（4.8eV）和高临界击穿场强（8MV/cm）可显著降低导通损耗，提升1500V光...

Xuanwei Zhao · Baoqin Fu · Ran Ang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

在Pb0.95Na0.04Te基体中引入痕量稀土元素Yb，通过与阳离子空位的竞争有效调控载流子浓度，优化电输运性能并增强声子散射。该策略在823 K下实现约27 μW cm⁻¹ K⁻²的高功率因子和约0.42 W m⁻¹ K⁻¹的低晶格热导率。第一性原理计算表明，Yb掺杂引发局部晶格畸变，可能形成局域伪纳米结构。最终，Pb0.94Na0.04Yb0.01Te在823 K时zT峰值达2.4，303–823 K温区内平均zT值达1.4，表明掺杂剂与空位的竞争机制可有效降低热导率。

解读: 该痕量掺杂诱导空位簇调控的热电材料研究，对阳光电源功率器件热管理具有重要启发。研究中通过Yb掺杂优化载流子浓度与声子散射的协同机制，实现高功率因子与低热导率的平衡，可借鉴应用于SiC/GaN功率模块的热电冷却系统设计。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的大功率场景下，该策略可指导开发高效热电发电/制冷...

Hassan Irshad Bhatti · Saudi Arabia · Ganesh Mainali · Xiaohang Li · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了在多指结构的氧化镓金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）上实现微米级薄膜热电偶的单片集成技术。通过优化薄膜沉积与微加工工艺，成功将热电偶直接集成于器件表面，实现实时片上温度监测。该集成方案无需额外封装或外部传感器，显著提升器件热管理精度与响应速度。实验结果表明，集成后的热电偶具有良好的灵敏度与线性输出特性，且对MOSFET电学性能影响可忽略。该技术为高功率半导体器件的热监控提供了紧凑、可靠的解决方案。

解读: 该片上热电偶集成技术对阳光电源的功率器件应用和散热管理具有重要价值。首先可应用于SG系列高功率光伏逆变器的GaN功率模块，实现精确温度监测和过温保护。其次可用于ST系列储能变流器的功率单元散热优化，提升系统可靠性。此外,该技术也适用于大功率充电桩的温度实时监控。通过在功率器件上直接集成温度传感,可实...

Asif Khan · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

六方氮化硼（h-BN）的重要应用之一是固态中子探测器，这要求发展准体相h-BN晶体。为推进h-BN材料与器件的发展，表征其体相电输运性质至关重要。然而，由于h-BN具有约6.1 eV的超宽禁带，其电阻率极高（通常超过10¹² Ω·cm），导致体相输运测量极具挑战。相比之下，在光照条件下通过I-V特性可更有效地获取决定器件性能的关键参数——载流子迁移率寿命积（μτ）。本研究基于氢化物气相外延法制备的自支撑准体相h-BN晶圆，制备横向器件并研究其面内μτ乘积。结果发现，器件宽度减小时，面内μτ乘积出...

解读: 该h-BN宽禁带半导体输运特性研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。h-BN作为超宽禁带材料（6.1eV），其横向器件的载流子迁移率寿命积（μτ）表征方法可借鉴应用于SiC/GaN功率器件的性能评估体系。研究揭示的器件尺寸对输运特性的影响规律，对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中功率模块...

Xuan Zhang · Jiahao Xiong · Ai Fu · Guoxing Zheng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

利用光电混合神经网络，提出一种基于超表面与单像素探测器的混合神经网络用于物体识别。该方法仅需八个由数字神经网络训练得到的照明模式，将二维图像信息通过卷积压缩为单像素探测器测量的八个强度值，在手写数字识别中实现了93.8%的准确率。本工作实现了无需成像的超表面物体识别新路径，兼具强信息压缩、高精度提取能力与紧凑结构设计优势。

解读: 该超表面单像素识别技术对阳光电源智能运维系统具有重要应用价值。其核心优势在于：1）强信息压缩能力可应用于PowerTitan大型储能系统的分布式传感器网络，通过单像素探测器实现设备状态监测，大幅降低数据传输带宽需求；2）无需成像的识别方式适合iSolarCloud云平台的边缘计算场景，在光伏电站和储...

United Kingdom · Nano Energy · Chul Yang · Huong Giang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

磁电换能器因其在小型化设备或低频工作场景下实现无线能量传输的潜力而受到关注。为最大化输出功率，必须在其机械共振频率下工作。然而，沿振荡方向的尺寸减小通常导致共振频率升高。本文提出一种计算形状优化策略，在给定约束条件下将磁电换能器的共振频率降低约38%。该算法可指导设计不同共振频率的换能器，实现一致的频率间隔，支持独立寻址与集群操作。最后，设计了四种可用于生物植入的细长型器件，对周围组织影响极小。

解读: 该磁电换能器机械共振工程设计技术对阳光电源储能与电力电子产品具有重要参考价值。其共振频率优化方法可应用于ST系列储能变流器的电磁兼容设计，通过调控功率模块与磁性元件的机械谐振特性，降低特定频段的振动噪声。在PowerTitan大型储能系统中，该技术可指导多台变流器的谐振频率错开配置，避免共振叠加引发...

Jiahua Cai · Hongting Xiong · Shaojie Liu · Xiaojun Wu · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

自由空间强场太赫兹（THz）辐射在非平衡量子物态调控、全光电子加速与操控、太赫兹生物效应等方面具有重要应用。然而，诸如太赫兹内窥镜、强场太赫兹近场非线性光学及高功率器件等应用亟需深入理解强场THz与物质的相互作用机制。为此，本文系统研究了强场THz波在钨丝表面的耦合与传播特性，并实现了双线耦合与交叉耦合两种有效耦合方式，使THz表面波沿钨丝传播距离达100 mm。该工作为金属导线实现强场THz波的有效操控提供了可行途径。

解读: 该强场太赫兹波耦合传播技术对阳光电源功率器件及电磁兼容设计具有重要参考价值。研究中的多物理场耦合机制与SiC/GaN功率模块的高频电磁场传播特性高度相关，可为ST储能变流器和SG逆变器的母排、散热器等金属导体上的高频干扰抑制提供理论指导。特别是在1500V高压系统中，强电场下的表面波传播特性研究有助...