Advance Paves Way для нового поколения алмазных транзисторов в мощной электронике

Знаменитая разработка, возглавляемая исследователями из Университета Глазго, может помочь создать новое поколение транзисторов на основе алмаза для использования в мощной электронике.

Их новый бриллиантный транзистор преодолевает ограничения предыдущих разработок в области технологии для создания устройства, намного более близкого к практическому использованию в ряде отраслей, которые полагаются на системы с высокой мощностью.

Команда нашла новый способ использования алмаза в качестве основы транзистора, который остается отключенным по умолчанию — развитие, имеющее решающее значение для обеспечения безопасности в устройствах, которые несут большое количество электрического тока при включении.

Diamond обладает неотъемлемым свойством, известным как широкая полоса, означает, что он способен обрабатывать гораздо более высокие напряжения, чем кремний — материал, из которого изготовлены большинство транзисторов, — до электрического разрушения. В электронных применениях, это означает, что транзисторы, изготовленные из таких материалов, как алмаз, может выдерживать значительно более высокие напряжения и обеспечивать более высокую мощность, чем транзисторы SI.

Алмазный транзистор команды может найти применение в секторах, где требуются большие напряжения и эффективность высоко оценена, например, сетки питания или электромобили.

Профессор Дэвид Моран из Инженерной школы Джеймса Ватта Университета Глазго возглавил исследовательскую группу с партнерами из Университета RMIT в Австралии и Принстонского университета в США. Их исследования опубликованы в журнале Усовершенствованные электронные материалыПолем

Профессор Моран сказал: «Транзисторы-это по существу переключатели, которые управляют электрическим током. Устройства, такие как компьютеры или смартфоны, используют миллиарды крошечных транзисторов на основе кремния, которые привлекают небольшое количество мощности, но электроника мощности использует гораздо меньше переключателей на значительно более высоких уровнях мощности.

«Задача электроники питания состоит в том, что конструкция переключателя должна быть способна прочно оставаться в связи с тем, что он не используется, чтобы обеспечить соответствие стандартам безопасности, но также должна обеспечить очень высокую мощность при включении.

«Предыдущие современные алмазные транзисторы, как правило, были хороши в одном за счет другого-качания, которые были хороши в том, чтобы оставаться в стороне, но не так хороши в предоставлении текущего по требованию, или наоборот. Что мы имеем Удал, это разработка алмазного транзистора, который хорош в обоих, что является значительным развитием ».

В Центре нанопросижирования наножигания в Университете Глазго команда использовала методы химии поверхности для повышения производительности алмаза, покрывая его атомами водорода, за которыми следуют слои оксида алюминия.

Их алмазный транзистор требует 6 вольт для включения, более чем в два раза больше напряжения по сравнению с предыдущими алмазными транзисторами, в то же время обеспечивая высокий ток при активации.

Они также улучшили, как эффективно проходит заряд через устройство, достигая вдвое больше производительности по сравнению с традиционными алмазными транзисторами. С практической точки зрения это означает, что электрический заряд может проходить более свободно через устройство, повышая его эффективность.

При выключении сопротивление устройства достаточно высока, чтобы оно измерялось ниже шумового пола оборудования команды в лаборатории, что означает, что почти нулевые протечки тока проходят, когда оно должно быть выключено, что является важной функцией безопасности для мощных приложений.

Профессор Моран добавил: «Это действительно обнадеживающие результаты, которые приближают алмазные транзисторы гораздо ближе к достижению своего потенциала, чем когда -либо прежде. Стоимость производства для алмаза на удивление низкая для материала, который многие люди ассоциируют с предметами роскоши, но все еще есть проблемы с Будьте адресованы до того, как алмазные транзисторы будут готовы к расширению производственной промышленности.