本文使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法在不同切割角的c面蓝宝石衬底上外延氧化镓(β-Ga2O3)单晶薄膜, 揭示了衬底切割角对外延薄膜晶体质量的影响规律。研究表明, 当衬底切割角为6°时, β-Ga2O3外延膜具有较小的X射线摇摆曲线半峰全宽(1.10°)和最小的表面粗糙度(7.7 nm)。在此基础上, 采用光刻、显影、电子束蒸发及剥离工艺制备了金属-半导体-金属结构的日盲紫外光电探测器, 器件的光暗电流比为6.2×106, 248 nm处的峰值响应度为87.12 A/W, 比探测率为3.5×1015 Jones, 带外抑制比为2.36×104, 响应时间为226.2 μs。

六方氮化硼中子探测器具有泄漏电流小、体积小、响应速度快、探测效率高、对γ射线不灵敏等优点，有望取代传统的3He气体探测器和微结构半导体中子探测器而得到广泛应用。文章介绍了六方氮化硼中子探测器的原理，从制备工艺、探测器结构、探测器性能等方面综述了六方氮化硼中子探测器近年来的研究进展。

超宽禁带半导体材料金刚石在热导率、载流子迁移率和击穿场强等方面表现出优异的性质，在功率电子学领域具有广阔的应用前景。实现p型和n型导电是制备金刚石半导体器件的基础要求，其中p型金刚石的发展较为成熟，主流的掺杂元素是硼，但在高掺杂时存在空穴迁移率迅速下降的问题；n型金刚石目前主流的掺杂元素是磷，还存在杂质能级深、电离能较大的问题，以及掺杂之后金刚石晶体中的缺陷造成载流子浓度和迁移率都比较低，电阻率难以达到器件的要求。因此制备高质量的p型和n型金刚石成为研究者关注的焦点。本文主要介绍金刚石独特的物理性质，概述化学气相沉积法和离子注入法实现金刚石掺杂的基本原理和参数指标，进而回顾两种方法进行单晶金刚石薄膜p型和n型掺杂的研究进展，系统总结了其面临的问题并对未来方向进行了展望。

立方氮化硼(c-BN)作为闪锌矿面心立方结构的Ⅲ-Ⅴ族二元化合物，是第三代半导体中禁带宽度最大的材料，还具有高热导率、高硬度、耐高温、耐氧化、化学稳定性好、透光波长范围广、可实现p型或n型掺杂等一系列性能优点，不仅作为超硬磨料在各行业的加工领域有广泛的应用，而且作为极端电子学材料在大功率半导体和光电子器件等领域也具有潜在的应用价值，使其适用于高温、高功率、高压、高频以及强辐射等极端环境。本文综述了历年来国内外制备c-BN晶体和外延生长c-BN薄膜的发展历程，重点关注了生长技术进步和晶体质量提高的代表性成果，并对c-BN的机械性能、光学性能以及电学性能方面的研究进展进行阐述，最后对全文内容进行总结并对c-BN应用所面临的挑战进行展望。

X射线具有波长短、穿透能力强等优点，在医学成像、安全检查、科学研究、空间通信等领域具有重要作用。半导体X射线探测器可以将X射线转换为电流信号，具有易集成、空间分辨率高、能量分辨率高、响应速度快等优点。高性能的X射线探测器应具备暗电流低、灵敏度高、响应速度快、可长时间稳定工作等特点，因此制备X射线探测器的半导体材料应具有电阻率高、缺陷少、抗辐照能力强、禁带宽度宽等性质。氧化镓(Ga2O3)是一种新型宽禁带半导体材料，具有超宽禁带宽度、高击穿场强、高X射线吸收系数、耐高温、可采用熔体法生长大尺寸单晶等优点，是一种适合制备X射线探测器的新型材料，近年来基于Ga2O3的X射探测器成为辐射探测领域的研究热点之一。本文主要介绍了Ga2O3半导体的物理性质及其在X射线探测器方面的研究进展，分析了影响X射线探测器性能的物理机制，为提高Ga2O3基X射探测器的性能提供了思路。

氧化镓(β-Ga2O3)是一种超宽禁带氧化物半导体材料, 其相关研究起源于日本。21世纪初, 日本东北大学利用浮区法获得了多晶向的高质量β-Ga2O3单晶晶圆, 京都大学开展了β-Ga2O3薄膜外延研究并获得了高质量的同质外延片。在此基础上, 日本信息通信研究机构于2012年构建了第一个β-Ga2O3金属半导体场效应晶体管(MESFET), 证明了β-Ga2O3在功率器件领域拥有巨大潜能, 开启了β-Ga2O3研发的新纪元。此后, 国际上众多机构加入了β-Ga2O3单晶、外延、器件的研发潮流。随着研发工艺的进步, β-Ga2O3基功率器件的耐压上限一次次被刷新。本文梳理了β-Ga2O3单晶、外延、器件发展的时间线, 汇总分析了β-Ga2O3功率器件的研究现状, 指出存在的问题和可能的解决方案, 并对其未来进行了展望, 期望为以后的技术发展提供参考。

氮化铝(AlN)是一种重要的超宽禁带半导体材料。本文研究了采用氢化物气相外延(HVPE)方法生长氮化铝的表面形貌演化和生长机理。AlN的制备过程是氮化处理后以700~1 100 ℃的不同温度生长, 得到四组不同温度下的表面形貌。结果表明, 生长温度对AlN的生长形貌和生长模式具有重要的影响。AlN的生长形貌体现在纳米尺度和微米尺度的形貌差异, 该结果归因于受生长温度主导的Al原子的表面迁移能力和位错演化。另外, 在900 ℃生长温度下得到具有倒金字塔结构的V坑形貌。V坑面为{10-11}半极性面, 并遵循三维(3D)生长模式。这种具有半极性面微观形貌的AlN可作为模板进行半极性紫外LED器件结构或其他Ⅲ族氮化物外延生长, 在光电子器件和电子器件研制方面具有广阔的应用前景。

日盲紫外探测器以其较高的探测灵敏度和较低的背景噪声广泛应用于导弹制导、空间安全通信、臭氧层空洞监测和火焰检测等**和民用领域。氧化镓(Ga₂O₃)是一种典型的超宽禁带半导体材料,其较大的禁带宽度(4.2~5.3 eV)几乎占据太阳光谱的整个日盲波段,被认为是制备日盲紫外探测器的理想材料。主要介绍了Ga₂O₃的不同晶体结构和基本特性,并综述了基于多种Ga₂O₃结构的日盲紫外探测器的研究进展。基于Ga₂O₃纳米线的器件的最大光响应度R>10 ³ A/W,外量子效率能达到10 ⁵%;Ga₂O₃单晶器件的光响应度高达10 ³~10 ⁵ A/W,外量子效率超过10 ⁶%,响应速度较快(μs级)。Ga₂O₃基异质结、p-n结和肖特基结的日盲探测器表现出的自驱动特性使其在无需外加电源条件下就能正常工作,这在特殊环境下具有较大的应用潜力。