长期用作电绝缘体的氮化铝 (AlN) 可能是解锁 LED、大功率电子和光电子新功能的关键——但作为半导体。该材料是一种工程陶瓷，具有高导热性和电绝缘能力，适合目前在电子设备中的散热用途。最近，由计算机工程教授 Alan Doolittle 领导的佐治亚理工学院研究团队找到了一种使用 AlN 制造超宽带隙 (UWBG) 半导体的方法，这种方法可以在比以前达到的功率和温度水平高得多的情况下使用，而且速度是以前的五倍多现有宽带隙半导体的电压，UWBG 半导体增强的稳健性意味着高压电路中需要的半导体器件更少，从而提高了性能和效率。
为了工作，电子设备——最简单的一种是二极管——需要两种类型的半导体材料：一种携带正电荷或p型电荷，另一种携带负电荷或n型电荷。佐治亚理工学院的研究团队能够操纵p型 AlN 使其电流传导最佳 3000 万次；和n型 AlN 6,000 倍。
带隙是将电子激发到导电状态所需的最小能量，以便电流在材料内流动；根据佐治亚理工学院的文章，带隙还与材料产生的光的波长有关，并影响器件失效时的击穿电压。绝缘体具有较大的带隙，可防止电子轻易地在价带或低能带和导带之间跳跃。在导体中，例如金属，价带和导带重叠，允许电子在能级之间自由移动，从而传导。既导电又绝缘的半导体的带隙介于绝缘体和导体之间。当自由电子从导带下降到价带时，它们以光子的形式释放能量。
对于他们的 AlN 半导体材料，Doolittle 和他的团队实现了 6.1 电子伏特 (eV) 的带隙，使其成为仍然具有电子产品所需的p型和n型导电性的材料的最高带隙。其光学特性具有振兴LED产业的潜力。
许多人都熟悉使用氮化镓 (GaN)（一种宽带隙为 3.4 eV 的半导体材料）来制造高能蓝色 LED 灯的诺贝尔奖获奖发现。AlN 较大的带隙导致材料发射波长为 203 nm 的深紫外 (UV-C) 光，其能量几乎是 GaN 发出的 365 nm 波长紫外光的两倍。
例如，一些公司正在试验和部署波长在 200 至 280 nm 之间的 UV-C 光，用于医疗保健或人流量大的环境中的消毒应用。传统的杀菌产品，例如发出 254 nm 波长的 UV-C 光的低压汞灯，可能对人体皮肤和眼睛有害，并且必须安装在看不见的地方，例如机械管道系统内部。由于远 UV-C 光的波长较短，介于 200 和 230 nm 之间，研究表明它无法穿透活的皮肤细胞和潜在的眼细胞。
AlN 半导体材料耐受高电压的能力还可以帮助公用电网控制电力传输的数量和目的地，特别是当现有系统正在与微电网和可再生能源技术集成时。Matthews 说，两者“都可能需要相当复杂的开关模式电源电路，以非常高的功率运行。” “一般来说，带隙较大的半导体比带隙较小的半导体可以处理更多的功率，AlN 也是如此。在 6.1 eV，AlN ……应该能够处理任何半导体材料中的最大功率。结合 AlN 的一些其他特性，这意味着半导体 AlN 可用于实现更小、更高功率的晶体管，这些晶体管效率更高，同时减少了热损耗和电损耗。”
化合积电是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的高科技企业，致力于成为全球领先的宽禁带半导体材料公司，核心产品有多晶金刚石（晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石基氮化镓）、单晶金刚石（热学级、光学级、电子级）和氮化铝薄膜（金刚石基氮化铝、硅基氮化铝和蓝宝石基氮化铝）等，产品应用于5G基站、激光器、医疗器械、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
