Kvietimas į seminarą. Nitride-based transistors – from lateral to vertical structure, dr. Jian-Jang Huang
SEMINARAS
Spalio 29 d., 10 val., 2025, NFTMC, Saulėtekio al. 3, A101 aud.
Nitride-based transistors – from lateral to vertical structure
Jian-Jang Huang (黃建璋), Ph.D.
Distinguished Professor and Associate Dean of the College of Electrical Engineering and Computer Science
Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics (GIPO)
Department of Electrical Engineering
National Taiwan University
Prof. Huang received his Ph.D. degree in Electrical Engineering from the University of Illinois at Urbana-Champaign, USA, in 2002. His research interest focus on the characterization and development of electronic and optoelectronic devices for power electronics and micro-display applications. He is a fellow of Optica and SPIE and serves as a board director of Wiwynn, an IT provider specializing in AI cloud infrastructure.
Abstract
Nitride-based high electron mobility transistors (HEMTs) have now reached the stage of commercialization in power electronics. They can operate at high voltages, high currents, high temperatures, and high switching speeds. Their circuit conversion efficiency in power modules can exceed that of silicon (Si) devices, and the corresponding passive components can be up to ten times smaller. In today’s world, where energy consumption is a critical global issue, the advantages of adopting GaN for power applications are clear.
This talk will present our two decades of development in nitride-based transistors. We demonstrated the first functional GaN heterojunction bipolar transistors (HBTs) in 2000 at the University of Illinois, Urbana-Champaign. At National Taiwan University, we developed state-of-the-art enhancement-mode (E-mode) GaN HEMTs and successfully transferred the technology to industry for commercial use.
The epitaxial structure of HEMTs will be introduced by exploring their unique material growth methods and the mechanism of two-dimensional electron gas (2DEG) carrier accumulation. I will explain the principles of HEMT and Schottky barrier diode (SBD) device operations, along with our technological innovations to improve electrical performance. Challenges such as current collapse and defect-related issues, as well as our solutions to address them, will also be discussed.
Finally, with the maturation of lateral GaN HEMT structures, the field is now moving toward vertical transistors on GaN substrates, which offer higher breakdown voltages and greater current densities. I will share our recent results in this area.
FNI Organinės optoelektronikos grupės publikacija Nature Communications žurnale
VU FNI tyrėjai (vad. dr. K. Kazlauskas) kartu su kolegomis iš Barselonos medžiagų mokslo instituto, Katalonijos bioinžinerijos instituto, Katalonijos politechnikos universiteto, Kiūšiū universiteto (Japonija), Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar universiteto (Turkija), Šiaurės Karolinos valstybinio universiteto (JAV) bei Chalmers Technologijos universiteto (Švedija) pademonstravo neinvazinį metodą, leidžiantį optiniu būdu kontroliuoti buožgalvių širdies ritmą.
Projekto metu VU FNI komanda tyrė naujus fotosensibilizatorius – molekules, gebančias sugerti artimąją infraraudonąją (NIR) šviesą, generuoti ilgai gyvuojančias tripletines būsenas ir perduoti sukauptą energiją kitoms funkcinėms molekulėms. Žurnale Nature Communications publikuotas tyrimas atskleidė, kad tokiu būdu galima fotoaktyvuoti vaisto molekulę: jos struktūra pakinta (įvyksta fotoizomerizacija), ir ji tampa biologiškai aktyvi. Šis mechanizmas atveria galimybę valdyti biologinius procesus gyvuose organizmuose naudojant mažo intensyvumo NIR šviesą, kuri pasižymi gera skvarba biologiniuose audiniuose.
Tyrimai atlikti įgyvendinant Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerijos „Universitetų ekscelencijos iniciatyvos“ programą, pagal sutartį su Lietuvos mokslo taryba (Nr. S-A-UEI-23-6).
NUORODA:
https://www.nature.com/articles/s41467-025-61301-3
FNI Organinės optoelektronikos grupės publikacija puošia Wiley grupės žurnalo viršelį!
VU FNI mokslininkai (vad. dr. K. Kazlauskas) su kolegomis iš VU Chemijos ir geomokslų fakulteto (vad. prof. E. Orentas) žurnale „Advanced Optical Materials” pristatė novatorišką tyrimą, kuriame demonstruojama rekordinio našumo artimos IR spinduliuotės konversija į matomą šviesą organiniuose sluoksniuose. Dėl savo reikšmingumo tyrimas yra paviešintas ant „Advanced Optical Materials” žurnalo viršelio.
Tyrime, pagrįstame tripletinių eksitonų anihiliacijos procesu, atskleidžiamos galimybės efektyviai panaudoti IR spektro dalį, kuri iki šiol buvo iššvaistoma, siekiant padidinti saulės elementų našumą. Mokslininkai sukūrė naują CN-Rub medžiagų klasę, pagrįstą rubreno junginiu, sistemingai modifikuotu nitrilo pakaitais. Šie unikalūs junginiai buvo pritaikyti organinėse šviesą konvertuojančiose sistemose, naudojant VU FNI organinės optoelektronikos technologinę bazę. Pagaminti prototipai pasižymėjo efektyvia artimos IR spindulių konversija į matomą sritį. Tyrime ne tik pademonstruotas rekordinio efektyvumo konvertuojantis sluoksnis, bet ir pasiūlyta strategija, skirta pagerinti konversijos našumą kitose spektrinėse srityse.
Tyrimai atlikti įgyvendinant Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerijos „Universitetų ekscelencijos iniciatyvos“ programą, pagal sutartį su Lietuvos mokslo taryba (Nr. S-A-UEI-23-6).
NUORODA: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202403032
FNI Organinės optoelektronikos grupės publikacija puošia ACS grupės žurnalo viršelį!
VU FNI mokslininkai (vad. dr. K. Kazlauskas), bendradarbiaudami su Katalonijos politechnikos universiteto tyrėjais (vad. prof. K. Moth-Poulsen), sukūrė automatizuotą tyrimų metodą, ženkliai paspartinantį šviesą konvertuojančių sistemų tyrimus. Šis reikšmingas darbas, kurio esminis indėlis priklauso dr. P. Baronui sukonstravusiam automatizuotą sistemą, publikuotas prestižiniame žurnale „ACS Central Science“ ir netgi puošia jo viršelį.
Iki šiol tokie fotonų konversijos tyrimai buvo sudėtingi eksperimentiškai, reikalavo kruopštaus bandinių paruošimo (preciziškų molekulinių koncentracijų ir itin mažo deguonies kiekio) ir todėl trukdavo kelias dienas. Sukurta automatizuota sistema naudoja programuojamą mikrofluidikos technologiją su deguonies pašalinimo funkcija, leidžiančią maišyti mažus skysčio tūrius (iki kelių dešimčių mikrolitrų). Tyrimai atliekami automatizuota lazerinės spektroskopijos įranga. Tai leidžia didelės apimties fotonų konversijos parametrų paiešką šimtams molekulinių koncentracijų kombinacijų atlikti vos per kelias valandas. Publikuotame tyrime mokslininkai nustatė molekulinių koncentracijų sritis, kuriose populiariose fotonų konversijos sistemose stebimi konversijos nuostoliai, ir išaiškino jų mechanizmus. Tokia automatinė sistema yra itin svarbi plačiam fotonų konversijos medžiagų pritaikymui tokiose srityse kaip saulės energetika, medicina ir 3D spausdinimas, nes leis greitai optimizuoti naujų medžiagų koncentracijas kiekvienai konkrečiai paskirčiai.
Tyrimai atlikti įgyvendinant Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerijos „Universitetų ekscelencijos iniciatyvos“ programą, pagal sutartį su Lietuvos mokslo taryba (Nr. S-A-UEI-23-6).
NUORODA: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.4c02059
FNI Organinės optoelektronikos grupės publikacija Nature grupės žurnale Communications Materials
VU FNI mokslininkų grupė (vad. dr. K. Kazlauskas) kartu su Barselonos medžiagų mokslo instituto (ICMAB), Čalmerso technologijos universiteto ir dar keliomis tyrėjų komandomis sukūrė būdą, leidžiantį organines šviesą konvertuojančias sistemas integruoti į biologiškai skaidžius ir perdirbamus polimerus.
Organinės optoelektronikos tyrimų grupės kuriami fotonų konversijos sluoksniai sugeba didinti mažo intensyvumo šviesos dažnį, t.y. fotono energiją. Ši organinių junginių technologija yra grindžiama tripletų anihiliacijos procesu, kurio metu dvi sužadintos molekulės dūžio metu sugeneruoja vieną aukštesnės energijos būseną. Fotonų konversijos sluoksnius siekiama pritaikyti saulės celėse, vaistų aktyvavimui in vivo, fotokatalizėje ir kitur. Naujajame mokslininkų darbe, kuris yra išpublikuotas Nature grupės žurnale Communications Materials, pademonstruota, kad išmaniuosius fotonų konversijos kristalus įmanoma integruoti į perdirbamą bakterinę celiuliozę. Šis inovatyvus sprendimas padeda spręsti plastikinių atliekų taršos problemą fotonikos pramonėje ir prisideda prie žiedinės ekonomikos.
Tyrimai atlikti įgyvendinant Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerijos „Universitetų ekscelencijos iniciatyvos“ programą, pagal sutartį su Lietuvos mokslo taryba (Nr. S-A-UEI-23-6).
NUORODA: https://www.nature.com/articles/s43246-024-00638-6
FNI Organinės optoelektronikos grupės publikacija žurnale Advanced Optical Materials
VU FNI mokslininkai kartu su kolegomis iš VU Chemijos ir geomokslų fakulteto žurnale „Advanced Optical Materials“ paskelbė tyrimą, kuriame pristatomas inovatyvus metodas TADF spinduolių savybių tobulinimui.
Šis būdas grindžiamas TADF (termiškai aktyvuota uždelstoji fluorescencija) spinduolių molekulinės struktūros adaptacija prie kristalinės matricos, kurios molekulės pasižymi skirtinga geometrija. Tyrėjai sukūrė išskirtinį kristalinės matricos ir spinduolio derinį, pasitelkdami izoftalonitrilo (akceptoriaus) ir karbazolo (donoro) molekulinius fragmentus. Skirtingai nei spinduolyje, šie fragmentai matricoje yra išsidėstę beveik stačiu kampu. Rentgeno difrakcijos tyrimai atskleidė, kad įterpus spinduolį į tokią matricą, jo struktūra įgauna kristalinės matricos molekulių geometriją. Dėl to sumažėja energijos skirtumas tarp singletinių ir tripletinių būsenų TADF medžiagose, o tai savo ruožtu dešimt kartų paspartina atgalinę interkombinacinę konversiją – procesą, užtikrinantį našesnį šviesos spinduliavimą. Tikimasi, šis atradimas leis kurti ilgaamžius ir efektyvius mėlynus organinius šviestukus, kurie bus plačiai taikomi OLED ekranuose.
Tyrimai atlikti įgyvendinant Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerijos „Universitetų ekscelencijos iniciatyvos“ programą, pagal sutartį su Lietuvos mokslo taryba (Nr. S-A-UEI-23-6).
Nuoroda į publikaciją:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202400024?af=R