日本NTT成功實現氮化鋁系(AlN)高頻電晶體的高頻運作，且為全球首例。此成果係透過低電阻結構設計，克服以往被認為難以達成之「高鋁(Al)組成條件下的高頻動作」課題，使元件能在毫米波頻段進行訊號放大，預期將有助於提升Post-5G時代無線通訊服務的效能。
過去AlN一度被視為不導電的絕緣材料。而NTT開發出高品質AlN薄膜的成長技術，並於2022年成功實現世界首次AlN的半導體化。AlN作為半導體材料具有極為突出的物性表現，尤其是崩潰電場極高，因此可望應用於功率元件。理論上，其電力損失可降低至矽(Si)的5%以下、碳化矽(SiC)的35%、以及氮化鎵(GaN)的50%。
NTT亦持續推動AlN功率元件的研究，並於2024年12月發表AlN系蕭特基障壁二極體之電流傳輸機制解析成果。然而，此次發表的研究重點並非功率元件，而是作為無線通訊用途的高頻元件技術成果。
在高輸出功率高頻元件中，其性能指標通常與「崩潰電場與電子飽和速度之乘積」成正比，AlN在此性能指標上約為GaN的5倍，具備極高潛力。而AlN系半導體的氮化鋁鎵(AlGaN)若鋁組成比例越高，理論性能指數即越優異；但同時也會導致電極接觸電阻與通道電阻上升，若鋁組成超過75%後，高頻運作變得極為困難，因此長期以來成為技術瓶頸。
NTT以其自有技術成功克服上述問題。首先，在降低接觸電阻方面，研究團隊重新檢討既有「電極直接形成於AlGaN通道層」的結構，改為在電極與通道之間插入AlGaN接觸層，以降低能障，進而成功抑制接觸電阻隨高鋁組成增加而惡化的問題。
此外，NTT採用極化摻雜(Polarization-Doped)的AlGaN通道結構，形成高濃度的三維電子氣體(3D Electron Gas)，藉此提高通道層的電子濃度，並進一步降低通道電阻。實驗結果顯示，元件在汲極電壓變化下，汲極電流具有良好的啟動特性。即使在鋁組成高達85%的AlN系電晶體中，仍能同時實現高汲極電流與優異的開關電流比，顯示低電阻化設計的顯著成效。
在以往被認為極為困難的高鋁組成高頻運作方面，NTT亦首次成功實現超過1 GHz的高頻功率放大動作。其最高動作頻率達到79 GHz的毫米波頻段，創下目前已發表之AlN系電晶體的最高紀錄。透過此次的成果，今後AlN的應用範圍可望從功率元件進一步拓展至無線通訊元件領域，將有助於Post-5G時代的通訊涵蓋範圍擴大、資料傳輸高速化，以及整體無線通訊基礎建設的發展。展望未來，NTT表示將持續設計可支援更大電流與更高電壓操作的元件結構，推動相關技術的研究開發，使其能廣泛應用於功率元件與無線通訊元件等多元領域。