印度、芬兰和德国的研究人员提出将外延氧化钆（Gd2O3）用作沟道氮化镓金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（GaN MOSHEMT）的栅极绝缘体。
研究小组认为与普通的非晶氧化物栅极绝缘体相比，晶体Gd2O3能更好地承受高温后沉积处理。高温条件下，非晶原子结构趋于变成多晶，在晶界处形成电流泄漏路径，对晶体管性能产生负面影响，而单晶材料在这种高温条件下的结构变化更具弹性。
Gd2O3栅氧化物通过650°C分子束外延（MBE）生长。Gd2O3的晶体性质根据层的厚度而变化：在?2.8nm处，根据高分辨率x射线衍射，该结构为六边形，到15nm时，该结构转变为单斜晶，并发现5.5nm厚度的六方和单斜晶结构的混合状态。
X射线分析还表明，Gd2O3使下面的AlGaN沿着晶体结构的c轴受到压缩应变。迁移率和电子浓度的微小变化可归因于整个大直径晶片上铝浓度的微小波动。
具有Gd2O3的外延材料制造的MOSHEMT，栅电极是钨。与纯HEMT的AlGaN上的肖特基栅极相比，绝缘Gd2O3自然降低了栅极泄漏电流约五个数量级。对于5.5nm的Gd2O3，栅极为-2V时，漏电为?5x10-8A / cm2。
将Gd2O3减小到2.8nm可能会令人惊讶地将泄漏降低到?4x10-9A / cm2，比肖特基HEMT控件低六个数量级。研究人员认为，与较厚层的Gd2O3不同，该2.8nm器件因为没有晶畴边界的单相（六方），因此表现为理想的氧化物，无泄漏路径。根据电容-电压分析，2.8nm的Gd2O3还具有最低的界面陷阱密度（Dit）?2.98x1012 / cm2-eV。2.8nm Gd2O3的介电常数约为15。具有2.8nm G2O3的霍尔片载流子密度也提高了约40％。研究人员将这种增强归因于假晶Gd2O3产生的平面内拉伸应变，该应变平衡了c方向的压缩。
