Разработка на китайски изследователи открива нови възможности за създаване на електроника с висока мощност (снимка: CC0 Public Domain)
Учени създадоха свръхздрави диоди на базата на диамант и галиев оксид. Новата разработка може да залегне в електрониката на бъдещето с висока мощност, която ще реши сложни проблеми.
Изследователски екип от Китай разработи високопроизводителни диоди, базирани на полупроводници с ултраширока забранена лента (UWBG), които могат да издържат на напрежение над 3 kV.
Това постижение разкрива нови възможности за създаване на електроника с висока мощност, отбелязва NANO Letters, издание на Американското химическо общество (ACS), в публикация за разработката.
UWBG полупроводниците като диамант и галиев оксид имат уникални свойства, които ги правят идеални за приложения с висока мощност. Те имат широка забранена лента, високо пробивно поле, радиационна устойчивост и висока подвижност на носителите на заряд.
Създаването на биполярни устройства на базата на тези материали обаче е предизвикателство. За да се преодолее тази бариера, изследователите предлагат нов подход – методът на хетеропрехода.
Този метод включва комбиниране на p-тип диамант с n-тип галиев оксид за създаване на високомощни pn диоди. Учените са отгледали хетероепитаксиален n-тип галиев оксид върху р-тип диамантен субстрат, използвайки специална техника за координация на домейна и ограничаване на пътя на кристализация.
Подобен подход прави възможно създаването на хетеропреходен интерфейс между галиев оксид и диамант, който е атомно остър и няма видима дифузия на интерфейсните елементи.
Резултатът е диоди с изключителни характеристики. Те имат коефициент на включване/изключване над 108 и могат да издържат на напрежение над 3 kV, дори без специална обработка на ръбовете.
Освен това изследователите установяват, че тези диоди имат висока проводимост на термичния интерфейс, която достига 64 MW/м²·К при 500 K. Това означава, че могат да разсейват топлината ефективно, което е важен фактор за приложения с висока мощност.
Това постижение открива нови възможности за създаване на електроника с висока мощност, която може да се използва в различни области – от енергетиката до транспорта.
Учените се надяват, че разработката им ще допринесе за развитието на нови технологии и решаването на сложни проблеми в областта на енергетиката и електрониката.