以氮化镓（GaN）、氮化鋁為(wei) 代表的第三代半導體(ti) 材料（下稱“III-V族氮化物材料”）近年來成為(wei) 半導體(ti) 新寵。III-V族氮化物材料是一種直接帶隙材料，具有禁帶寬度寬、化學穩定性強、擊穿電場高以及熱導率高等優(you) 點，在高效發光器件以及功率電子器件等領域有著廣泛的應用前景，近年來已成為(wei) 一大研究熱點。

　　目前幾乎所有的氮化镓基激光器均是利用昂貴的自支撐氮化镓襯底進行製備，限製了其應用範圍。在矽襯底上製備InGaN（氮化銦镓）基激光器，將有效降低其生產(chan) 成本，從(cong) 而進一步推廣其應用。基於(yu) 矽襯底具有良好的穩定性和導熱性，且具有原材料成本低廉、晶圓尺寸大等優(you) 點，在矽上製備氮化镓成為(wei) 業(ye) 界的追求。但由於(yu) 氮化镓材料與(yu) 矽襯底之間存在著巨大的晶格常數失配和熱膨脹係數失配，直接在矽襯底上生長氮化镓材料會(hui) 導致氮化镓薄膜位錯密度高並且容易產(chan) 生裂紋。

　　此前，晶能光電孫錢等人大膽創新並利用多層AlGaN（氮化鋁镓）緩衝(chong) 層技術，利用高溫外延生長時建立起來的壓應力抵消降溫過程中應熱膨脹係數的差異而引起的張應力，從(cong) 而避免了氮化镓薄膜中龜裂的產(chan) 生，實現了在矽襯底上生長出高質量無裂紋的氮化镓。其參與(yu) 的“矽襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目（簡稱“矽襯底項目”）獲得2015年國家技術發明一等獎。彼時，有業(ye) 內(nei) 人士接受采訪時表示，矽基氮化镓在矽光子、傳(chuan) 感器、功率器件、RF射頻等領域都具有廣泛的應用需求。

　　楊輝領導的III族氮化物半導體(ti) 材料與(yu) 器件研究團隊，采用AlN/AlGaN緩衝(chong) 層結構，有效降低位錯密度的同時，成功抑製了因矽與(yu) GaN材料之間熱膨脹係數失配而常常引起的裂紋，在矽襯底上成功生長了厚度達到6微米左右的InGaN基激光器結構，並通過器件工藝，成功實現了世界上首個(ge) 室溫連續電注入條件下激射的矽襯底InGaN基激光器，激射波長為(wei) 413nm，閾值電流密度為(wei) 4.7 kA/cm2。