2026年11月9日晚，中国科学院大学物理科学学院“物理学科学前沿系列讲座”在雁栖湖校区东区教二楼106举行。中国科学院大学特聘教授、中国科学院半导体研究所特聘研究员刘志强应邀作题为《宽禁带半导体：科技竞争的机遇与挑战》的学术报告，本次报告由学院张余洋教授主持。
图1 刘志强教授作报告，学院师生到场聆听
讲座伊始，刘志强教授从国际科技竞争格局与国家战略需求切入，指出氮化镓（GaN）等宽禁带半导体是新一代战略性先进电子材料，在信息技术、能源和先进光电器件等领域具有广阔应用前景。相关研究面向国家重大需求，发展高质量氮化物材料制备与核心器件技术，对于提升我国半导体领域的科技竞争力、服务高水平科技自立自强具有重要意义。
图2 刘志强教授介绍宽禁带氮化物半导体的研究背景与发展趋势
围绕氮化物外延生长中的关键科学问题，刘志强教授重点介绍了二维材料辅助的氮化物外延生长新思路。传统异质外延常受到晶格失配、界面缺陷以及生长取向控制等因素的制约，而二维材料特殊的界面性质为探索新的外延路径提供了可能。报告展示了界面成核调控、晶体取向控制与有序界面构筑等研究内容，说明了从原子尺度理解和调控界面特性对于高质量氮化物生长以及下一代高性能半导体器件设计与制备的重要价值。
在此基础上，报告介绍了通过远程外延构筑混合维度晶格与三维/二维/三维异质结构的研究方向。结合氮化镓、石墨烯和蓝宝石衬底等典型体系的界面表征图像，刘志强教授展示了相关异质界面的结构特征，并介绍了不同功能材料集成的潜在前景。报告中的示意图涉及铁电、铁磁以及狄拉克费米子等功能特性，展现了混合维度结构在信息存储、传感与计算等领域的研究空间。
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图3 远程外延与混合维度结构 |
图4 AR/VR与空间计算应用前景 |
在面向应用的研究方向上，刘志强教授介绍了新型氮化物光电器件从增强现实、虚拟现实（AR/VR）近眼显示向空间计算人机界面发展的技术趋势。报告以Meta Orion等新型AR设备为例，展望了数字信息与现实空间深度融合、虚拟图像与人类视觉感知相结合的发展方向，并指出AR/VR与人工智能的结合为显示技术带来新的研究机遇。高性能显示芯片、微纳光电结构及其制备技术，也对氮化物材料研究提出了更高要求。
此次讲座围绕宽禁带半导体领域的国际科技竞争与国家重大需求，结合刘志强教授团队相关科研项目和研究进展，从氮化物材料外延、界面物理与功能异质结构，延伸至新型显示和空间计算等前沿应用，系统介绍了该领域面临的机遇与挑战。报告加深了在场师生对宽禁带半导体基础研究与技术创新相互联系的认识，也为相关交叉研究提供了有益启发。
报告人刘志强教授现为中国科学院大学特聘教授、中国科学院半导体研究所特聘研究员，入选2025年长江学者特聘教授。刘志强教授长期从事宽禁带半导体材料与器件研究，面向国家重大战略需求，在氮化物半导体材料生长、高质量外延及光电器件等领域取得了一系列创新性成果。其研究成果发表于 Nature、Nano Letters、Science Advances、Advanced Materials 等国际知名学术期刊，在高性能氮化物光电器件及相关重大工程应用方面取得重要进展。曾获2019年国家科学技术进步二等奖、2014年国家技术发明二等奖。目前，其研究方向主要包括半导体发光与显示芯片、氮化物电力电子芯片以及后摩尔时代半导体技术等。
