【ZiDongHua 之“创新自化成”标注关键词：美镓传感 清华大学 浙江大学 氮化镓 传感器 氢气传感器 】
 
　　美镓传感联合清华大学、浙江大学在Nature子刊发表高性能氮化镓氢气传感研究成果
 
　　随着氢能在燃料电池、储氢装备、半导体制造、能源化工等领域的快速发展，氢气泄漏的早期识别与可靠预警，正成为保障产业安全和推动氢能规模化应用的重要技术需求。
 
　　氢气具有无色、无味、易燃、易爆、易扩散等特点。一旦发生泄漏，若不能被及时发现，极易带来安全隐患。面向实际应用场景，氢气传感器不仅需要具备亚ppm级痕量检测能力，还需同时满足快速响应、宽量程检测、高温稳定、低功耗运行以及长期可靠等要求。
 
　　目前，氢气传感技术虽已取得持续进展，但在痕量检测、快速响应、系统集成和长期稳定性之间仍难以兼顾。光纤和声表面波等方案通常依赖额外读出系统，系统复杂度较高；热导类器件检测下限有限，难以满足痕量泄漏预警需求；部分纳米材料传感器则面临环境稳定性、制造一致性和批量化应用挑战。相比之下，GaN HEMT传感器具备高电子迁移率、高温稳定性和片上集成潜力，但传统平面结构仍受表面反应动力学、基线漂移和热管理效率等因素限制。
 
　　近日，美镓传感芯片团队联合清华大学、浙江大学，在Nature子刊《Microsystems&Nanoengineering》发表高性能氮化镓氢气传感研究成果。论文题为：
 
　　AlGaN/GaN H₂ sensor with integrated Wheatstone bridge and on-chip microheater for 0.1-ppm detection
 
 
　　该研究提出了一种集成惠斯通差分电桥与片上微加热器的MEMS AlGaN/GaN HEMT氢气传感芯片。器件采用两个Pd催化栅敏感HEMT与两个参考HEMT构建全桥差分读出结构，可有效抑制温度漂移与共模漂移，提升传感信号稳定性。同时，依托悬空GaN膜结构与片上铂微加热器，实现局域高效热激励，加速氢气吸附与脱附过程，从而显著提升器件响应速度与检测性能。
 
　　在315 °C工作条件下，该器件实现了低至0.1 ppm的氢气实测检出限；在0.1 ppm浓度下，灵敏度达到1.48mV/V/ppm，信噪比约为11.5，表现出优异的痕量氢气识别能力。在1000 ppm氢气条件下，器件响应时间仅为5.7s，恢复时间为26.2s，并实现了0.1–1000 ppm的宽范围定量检测。
 
　　此外，该器件对醇类、SO₂、CH₄、NH₃、H₂S、CO等典型干扰气体表现出优异选择性，交叉响应显著低于氢气响应，并具备良好的重复性与长期稳定性。
 
　　该成果面向半导体制造、燃料电池、储氢装备、氢能安全监测等应用场景，为痕量氢泄漏早期预警提供了一条高灵敏、高选择性、高可靠、可片上集成的氮化镓传感芯片技术路径，也进一步体现了美镓传感在第三代半导体传感芯片领域的持续创新能力。