未掺杂AlGaN-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT ）与470 -V的击穿电压蓝宝石衬底被制造并表现为一个高电压的DC-DC转换器的主开关装置。所制造的功率HEMT实现高击穿电压与场板结构和3.9 MΩ·厘米²，这比传统的硅的MOSFET 10×下的低通态电阻。使用该制造装置在300 V的输入电压，这些结果表明在AlGaN-GaN功率HEMT器件的蓝宝石基板为未来的开关电源装置的有前途的可能性的降压斩波器电路的DC-DC转换器的操作被证明。

氮化硅钝化的AlGaN / GaN异质结场效应晶体管（ HJFETs ）上制备薄化蓝宝石基板。在50 / SPL亩/米厚的蓝宝石一个16毫米宽的HJFET展出22.6 W（ 1.4 W /毫米） CW功率， 41.9 ％的PAE ，并在26 V漏极偏置9.4分贝线性增益。此外， 32毫米宽的装置，根据脉冲操作测量，证实113 W（ 3.5 W /毫米）脉冲功率在40 V漏极偏置。据我们所知，113 W的总功率是最高的实现氮化镓上任何基材，建立氮化镓上稀疏的蓝宝石技术的有效性。


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使用催化剂辅助异质碳热还原的方法对M-蓝宝石衬底氧化锌纳米线合成了。复杂的和均匀的阵列已经获得与每个纳米线形成的角度约30 °与衬底正常。在室温下为335和620纳米之间的波长的光致发光的研究揭示了一个强有力的单激子峰在〜 380nm处（3.26 eV）的带在约486 、 490和510 nm处伴随的深层次蓝移的发射峰值。紫外共振拉曼光谱已经被用于纳米线在室温下用多声子散射声子表现出量子约束特性。

氢化物气相外延（HVPE ）中进行以制备厚的氮化镓薄膜。结果发现， （1）表面的镓+ 氯化氢气体在蓝宝石基板的治疗之前的氮化镓膜的生长减少了坑密度，提高外延氮化镓膜的结晶质量（2）的光致发光（PL）光谱在4.2 K测量显示了游离的A-激子线和窄I2线，表明在本研究中制备的氮化镓晶体是高纯度，高结晶质量的，和均聚外延生长的菌株（3）的大小氮化镓上从而制备一个厚的氮化镓缓冲层的厚度小于一个异质外延生长的氮化镓的一半，在蓝宝石上。这些结果表明，高品质，厚的单晶氮化镓组成，可以使用HVPE制备均聚物外延。


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报道一种新的方法，以减少金属有机物化学气相沉积（MOCVD）生长在蓝宝石衬底上的氮化镓薄膜的位错密度。在这个新方法中，甲硅烷和氨气气体被同时在低温下具有一定时间的初始低温氮化镓缓冲层的生长之前引入。通过透射电子显微镜（TEM） ，穿透位错从低温缓冲层和高温氮化镓层之间的界面处发起的密度降低到几乎看不见的由7× 108/cm²在传统的MOCVD生长技术进行氮化镓膜。原子力显微镜显示，导入的甲硅烷和氨气气体在低温下改变表面形态，这可能提高了横向生长后减小的位错密度。可用于制造长寿命的氮化镓系激光器代替的外延横向过生长这种方法。

在氮化镓氢化物气相外延（HVPE）中生长，溅射的氧化锌层已经被发现是由于这一事实氧化锌的物理性质几乎类似于与氮化镓的最佳缓冲层中的一个。与氧化锌缓冲层，通过HVPE生长氮化镓单晶的可重复性有了很大的提高。用这种方法生长的氮化镓薄膜显示出优异的结晶性，电气和光学特性。特别是1920平方厘米​​V-1的霍尔迁移率S-1，在120K是曾经被报道通过HVPE的最高值。


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表面氮化用于消除氧-极性反向域和由RF-等离子辅助分子束外延控制单域的锌极性的氧化锌膜的生长在蓝宝石衬底上。结果发现，在氮化温度是实现质量氮化铝缓冲层和氧化锌薄膜与阳离子极性至关重要的，这表现在易地透射电子显微镜。在最佳生长条件下， 4×4的表面重建观察到，这是确认，是锌极性膜的特性的表面结构，并且可以被用作指纹以优化的氧化锌生长。

被发现的1.2微米厚的氮化镓薄膜的性能，以通过暴露在蓝宝石基板与氨的氮化镓生长开始前的时间被显著影响。蓝宝石的不同氮化方案强烈影响氮化镓薄膜导致的降低的位错密度为2 ×1010 〜4 ×108厘米2为较短的NH3预流倍的位错结构。这些膜的室温和低温的电子传输特性是特别受位错结构。一个300 K时电子迁移率高达592平方厘米/ V S ，得到很短的氨预流，而长氮化导致流动性下降到149平方厘米/ V S 。此外，光致发光品质恶化为具有长蓝宝石氮化时间的样品。


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轻微的取向差从蓝宝石（ α - Al2O3）的对MOVPE生长氮化镓薄膜的表面形貌和发光性能的基板奇异面的影响进行了研究。宏台阶的形态与周期的梯田（单平面）和立管（群集步骤）已被观察到，第一次对生长在3 °-10 °错位定向蓝宝石衬底向着两个视图的外延氮化镓薄膜，并查看方向。此外，可以发现，在宏台阶导致阴极发光和电致发光（EL）的图案中的锌掺杂的氮化镓薄膜的不均匀性，这表明锌发光中心的形成依赖于平台和提升管的生长面。

一种新颖的有机金属化学气相沉积（MOCVD）系统，它有两个不同的流动，已经研制成功。一个流进行并行气体反应物到基材上，和其他惰性气体垂直于基片，用于改变反应气体流动的方向的目的。使用本系统的氮化镓膜的生长尝试，并在得到高品质的均匀薄膜英寸蓝宝石基板。载流子浓度和霍尔迁移率是1 × 1018/cm³的和200平方厘米​​/ V秒，分别，这是最高的用于通过MOCVD方法在蓝宝石衬底上直接生长氮化镓薄膜。


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氧化锌薄膜沉积在R面蓝宝石衬底上。热能和氧化锌薄膜的生长的溅射物的动能的影响进行了调查。通过改变衬底温度，腔室压力，并且射频功率，氧化锌薄膜的结构从多晶转化外延在R面蓝宝石衬底上。高品质的氧化锌外延薄膜的生长，在400 ℃， 250瓦的条件下，和5毫乇。根据反射高能电子衍射和反射电子显微镜观察，有没有双衍射变形及任何其他模式。其利用原子力显微镜观察表面粗糙度约为27纳米。

A 1.5 GHz范围内的低插入损耗表面声波（SAW）滤波器一直采用的氧化锌/蓝宝石衬底和IIDT型电极与两个外部反射器开发的。该过滤器具有1.3 dB的插入损耗，大于30 dB阻带衰减和50Ω电阻纯的，无需外部匹配网络匹配阻抗。该滤波器具有先前报道的所有横向型吉赫范围的SAW滤波器的最小插入损耗，它是适合于用作一个射频级滤波器，用于未来的1.5 GHz范围内的日本数字蜂窝系统。


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一个锌Zn0.7Mg0.3O/ZnO异质结场效应晶体管（ HFET ）的鉴定报告。在HFET是基于一个锌0.7镁0.3O/ZnO/Zn0.7Mg0.3O单量子阱（SQW ）通过分子束外延生长a面蓝宝石基板上，而制作用常规的光刻技术结合干蚀刻。该HFET的室温特性是一个N沟道耗尽型0.70mS/mm的跨导和140cm2/Vs的场效应迁移率，与在130cm2/Vs的SQW电子霍尔迁移率一致。的开/关比在VDS = 3V为〜800 ，这是由一个没有充分地抑制泄漏电流流过底部Zn0.7Mg0.3O屏障的限制。

描述了最近的实验努力生产蓝宝石上，除去从蓝宝石基板这样的层，并且如此获得的自支撑氮化镓系材料的性能的高品质厚（ 为300μm ）的氮化镓层。生长过程中的一些细节在此工作中使用的立式反应器的几何描述。像位错，微裂纹和凹陷生长过程中产生的缺陷​​进行了讨论，同时程序，以尽量减少对生长表面的浓度。激光剥离技术被证明是一种可行的技术，尤其是如果可以用强大的激光具有大斑点尺寸。与自由站立材料的一个主要问题就是这样一个晶圆通常大鞠躬，由于建在靠近前氮化镓蓝宝石界面缺陷的浓度。这个弓形通常会导致相当大的宽度的自由站立的材料的XRD摇摆曲线的，而光学数据证实几乎菌株的优良品质的免费材料在顶面。


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高品质的AlGaN/GaN掺杂的单异质结（SH）具有不同铝含量已生长在蓝宝石衬底上。的磁输运调查对这些样品进行的在低温下。舒勃尼科夫德哈斯振荡在下面3T和整数量子霍尔效应的磁场的观察，确认在的AlGaN / GaN界面的二维电子气（2DEG ）的存在。该铝0.18镓0.82N/GaN SH显示10300平方厘米​​/ V S霍尔迁移率在6.19 × 1012/cm²在1.5 K。测量到我们所知承载层的密度，这是最高的载流子迁移过在蓝宝石衬底上生长氮化镓基半导体计量。迁移率和载流子密度的片材的Al的组分依赖性进行了研究。基于压电场效果， 2DEG面密度的Al的组分依赖性进行了计算，这与实验结果吻合很好。负磁阻与在低磁场抛物面磁场的依赖性，也观察到在样品中具有最高的2DEG薄层密度。

高光提取效率表现在倒装芯片发光二极管（ FCLED ）与有纹理的蓝宝石衬底。使用干法蚀刻工艺，以提高光提取效率的蓝宝石衬底的底侧形成图案。光输出功率的测量表明，在活性层发出的光子的散射造成的增加从FCLED逃逸的概率的纹理化蓝宝石基板大大增强。该FCLED的光输出功率为0.4毫米深FCLED为13毫米的网型纹理在蓝宝石基板的底侧的周期性距离增加了40.2 ％。


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在生长条件下的氮化镓薄膜的极性方向的依赖关系进行了研究，通过改变在供给原料气体或沉积速率任group-V/group-III（ V / III） 。 氮化镓薄膜沉积在氮化蓝宝石两步金属有机物化学气相沉积。从平面六角形的表面形态改变为锥体六角形小面的V / III比的增加。然而氮化镓构成的20nm的厚度的优化的缓冲层的极性方向是N面（ -c）的极性，独立的两个V / III比，沉积速率。

在氮化镓外延层的极性可通过该接口在氮化镓外延层的沉积（氮化的蓝宝石，退火缓冲层或氮化镓基板）来确定。高V / III比增强成核密度，并减少六边形的小平面的大小。细胞核，形成纤锌矿结构的氮化镓的有利六边形的小平面，横向应一起成长的方向覆盖面，直到聚结之间的空间。合并后，-c氮化镓生长在一个平面六边形面导致锥体六角面。生长模式-C的氮化镓已经相对于表面结构和吸附前体的迁移长度所讨论的，在镓面（ + C ）的氮化镓比较。


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氮化镓上进行的蓝宝石衬底金属有机气相外延（ MOVPE ）生长，发光二极管（LED）的特性上生长图案化蓝宝石和平面衬底的设备进行了比较。该蓝宝石基板是由一种新的方法（急切），据此，铝通过两阶段退火过程中被外延地转化为结晶氧化铝制成。生长在蓝宝石衬底上的氮化镓模板是通过一个缩写生长模式，其中使用了一个15纳米厚的低温氮化镓缓冲层完成，而不外延过程中使用回蚀和恢复过程。

InGaN量子阱（量子阱）的LED生长在蓝宝石氮化镓模板上，采用缩写的增长模式。生长图案化急切蓝宝石衬底上的优化的InGaN量子阱发光二极管表现出在输出功率的24 ％的改进相比，在氮化镓 LED的使用常规方法模板生长。在LED的输出功率的增加是由于LED的改进的内部量子效率。


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