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El semiconductor de próxima generación para electrónica de potencia – Calendae

Hola, ¿qué tal colega?. En el teclado Jordi Oriol y esta vez te voy a contar sobre El semiconductor de próxima generación para electrónica de potencia – Calendae

Los investigadores demostraron el potencial de alto rendimiento de un transistor experimental hecho de un semiconductor llamado óxido de galio beta, que podría generar nuevos interruptores ultraeficientes para aplicaciones como redes eléctricas, barcos y aviones.

El semiconductor es prometedor para la «electrónica de potencia» o los dispositivos necesarios para controlar el flujo de energía eléctrica en los circuitos. Dicha tecnología podría ayudar a reducir el uso global de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar los interruptores de energía electrónicos menos eficientes y voluminosos que se utilizan actualmente.

El diagrama de la izquierda muestra el diseño de un transistor experimental hecho con un semiconductor llamado óxido de galio beta, que podría traer nuevos interruptores ultraeficientes para aplicaciones como la red eléctrica, barcos y aviones. A la derecha hay una imagen de microscopio de fuerza atómica del semiconductor. (Imagen Universidad Purdue / Peide Ye)

El diagrama de la izquierda muestra el diseño de un transistor experimental hecho con un semiconductor llamado óxido de galio beta, que podría traer nuevos interruptores ultraeficientes para aplicaciones como la red eléctrica, barcos y aviones. A la derecha hay una imagen de microscopio de fuerza atómica del semiconductor. (Imagen de Purdue University / Peide Ye) El transistor, llamado óxido de galio en un transistor de efecto de campo aislante, o GOOI, es particularmente prometedor porque posee una «banda prohibida ultra ancha», una característica necesaria para interruptores en aplicaciones de alto voltaje. .

En comparación con otros semiconductores considerados prometedores para transistores, los dispositivos fabricados con óxido de galio beta tienen un «voltaje de ruptura» más alto o el voltaje al que falla el dispositivo, dijo. Peide Ye, Richard J. de Purdue University y Mary Jo Schwartz, profesores de ingeniería eléctrica e informática.

Los resultados se detallan en un trabajo de investigación publicado este mes en IEEE Electron Device Letters. El estudiante de posgrado Hong Zhou hizo gran parte de la investigación.

El equipo también desarrolló un nuevo método de bajo costo que usa cinta adhesiva para pelar capas de semiconductor de un solo cristal, lo que representa una alternativa mucho menos costosa a una técnica de laboratorio llamada epitaxia. El precio de mercado de una pieza de óxido de galio beta de 1 cm por 1,5 cm producida mediante epitaxia es de unos 6.000 dólares. En comparación, el método de «cinta adhesiva» cuesta unos centavos y se puede utilizar para cortar películas de óxido de galio beta en cintas o «nanomembranas», que luego se pueden transferir a un disco de silicio convencional y fabricar dispositivos. dijo.

Se descubrió que la técnica produce películas extremadamente suaves, con una rugosidad superficial de 0,3 nanómetros, que es otro factor esperanzador para su uso en dispositivos electrónicos, dijo Ye, afiliado de la Centro NEPTUNE de Investigación de Energía y Energía, financiado por la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. y con sede en Purdue’s Discovery Park. La investigación relacionada fue apoyada por el centro.

El equipo de Purdue logró corrientes eléctricas de 10 a 100 veces mayores que otros grupos de investigación que trabajan con el semiconductor, dijo Ye.

Una desventaja del material es que tiene malas propiedades térmicas. Para ayudar a resolver el problema, la investigación futura podría incluir trabajos para unir el material a un sustrato de nitruro de aluminio o diamante.

La investigación se basó en Discovery Park Centro de Nanotecnología Birck.
Fuente: Universidad de Purdue

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