目前，第四代半导体材料主要是以金刚石（C）、氧化镓（Ga2O3）、氮化铝（AlN）为代表的超宽禁带（UWBG）半导体材料，禁带宽度超过4.0 eV。相对于硅材料（**代）、氮化镓（第三代）、碳化硅（第三代）等，金刚石半导体材料的禁带宽度高，**优势在于更高的载流子迁移率、更高的击穿电场、更大的热导率。金刚石具有室温下**的热导率，可以满足未来大功率、强电场和抗辐射等方面的需求，是制作功率半导体器件的理想材料，在智能电网、轨道交通等领域有着广阔的应用前景。
| 饱和漂移速度 / (×107 cm/s) | 载流子迁移率 / (cm2/Vs) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 半导体材料 | 禁带宽度/eV | 电子 | 空穴 | 电子 | 空穴 | 击穿场强/ (MV/cm) | 介电常数 | 导热率/(W/mK) |
| Si | 1.1 | 1.1 | 0.8 | 1 500 | 450 | 0.3 | 11.9 | 150 |
| 4H-SiC | 3.2 | 1.9 | 1.2 | 1 000 | 120 | 2.5 | 9.66 | 490 |
| GaN | 3.45 | 2.5 | - | 1 500 | 200 | 5 | 8.9 | 130 |
| Ga2O3 | 4.9 | 2 | - | 300 | - | 8 | 9.93 | 23 |
| 金刚石 | 5.47 | 2.5 | 1.4 | 4 500 | 3 800 | 10 | 5.7 | 2 200 |