近日，复旦大学工程与应用技术研究院（以下简称“工研院”）超越照明研究所宽禁带半导体团队樊嘉杰青年研究员在国际光学著名期刊《Laser & Photonics Reviews》(中科院1区)上发表研究性成果：Prediction of Temperature-Dependent Stress in 4H-SiC Using In Situ Nondestructive Raman Spectroscopy Characterization。

该工作的第一作者为工研院超越照明研究所2023级博士生杨舟栋，工研院超越照明研究所樊嘉杰青年研究员、唐红雨青年副研究员和上海市激光学会理事、复旦大学信息科学与工程学院张荣君教授为论文共同通讯作者。

4H-SiC作为一种优异的宽带隙半导体材料，在电力电子领域展现出巨大潜力。然而，其高弹性模量和硬度在制造过程中常常导致不可避免的高残余应力，对器件性能和可靠性构成挑战。拉曼光谱技术虽具备无损检测应力的优势，但现有研究主要聚焦于室温条件，难以应对温度变化对峰位、峰宽（FWHM）及峰强度的复杂影响，从而阻碍了高温下残余应力的精准评估。

为了解决这一难题，本研究构建了一套全新的4H-SiC拉曼-应力预测模型，实现了温度效应与应力效应的有效解耦。其核心亮点包括：

1. 通过原位变温拉曼光谱实验，在30°C至530°C范围内精确获得温度校正因子；

2. 利用分子动力学（MD）模拟，揭示了4H-SiC弹性模量随温度变化的规律，从而优化了传统拉曼-应力关系；

3. 借助有限元模拟（FEM），精确确定了面内应力分量进一步简化了模型构建。

这一研究为高温环境下4H-SiC热应力的无损检测提供了一种新思路，也为相关器件在严苛工作条件下的性能优化和可靠性提升奠定了坚实基础。