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　　以氮化鎵（GaN）、氮化鋁為代表的第三代半導體材料（下稱“III-V族氮化物材料”）近年來成為半導體新寵。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，近年來已成為一大研究熱點。

　　目前幾乎所有的氮化鎵基激光器均是利用昂貴的自支撐氮化鎵襯底進行制備，限制了其應用范圍。在硅襯底上制備InGaN（氮化銦鎵）基激光器，將有效降低其生產成本，從而進一步推廣其應用。基于硅襯底具有良好的穩定性和導熱性，且具有原材料成本低廉、晶圓尺寸大等優點，在硅上制備氮化鎵成為業界的追求。但由于氮化鎵材料與硅襯底之間存在著巨大的晶格常數失配和熱膨脹系數失配，直接在硅襯底上生長氮化鎵材料會導致氮化鎵薄膜位錯密度高并且容易產生裂紋。

　　此前，晶能光電孫錢等人大膽創新并利用多層AlGaN（氮化鋁鎵）緩沖層技術，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系數的差異而引起的張應力，從而避免了氮化鎵薄膜中龜裂的產生，實現了在硅襯底上生長出高質量無裂紋的氮化鎵。其參與的“硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目（簡稱“硅襯底項目”）獲得2015年國家技術發明一等獎。彼時，有業內人士接受采訪時表示，硅基氮化鎵在硅光子、傳感器、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族氮化物半導體材料與器件研究團隊，采用AlN/AlGaN緩沖層結構，有效降低位錯密度的同時，成功抑制了因硅與GaN材料之間熱膨脹系數失配而常常引起的裂紋，在硅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，并通過器件工藝，成功實現了世界上首個室溫連續電注入條件下激射的硅襯底InGaN基激光器，激射波長為413nm，閾值電流密度為4.7 kA/cm2。