Команда немецких ученых установила, что обрабатывая транзисторы нитридом скандия-алюминия (ScAlN) можно добиться максимальной выходной мощности и снизить энергопотребление устройств на основе кремния.
Хотя полупроводники из Si является самым успешным и распространенным в современных устройствах, но постепенно приближаются к своему физическому пределу эффективности. Поэтому три научно-исследовательских организации Германии объединили свои усилия, чтобы изучить структуру нового материала, а также разработать компоненты и системы на его основе для электроники будущего.
Известно, что ограничения полупроводника можно преодолеть с помощью нитрида галлия (GaN), который лучше работает в условиях высокого напряжения, температуры и высокочастотного переключения, но команда решила пойти дальше и еще улучшить показатели энергоэффективности и долговечности устройств. Для этой цели будет использован нитрид скандия-алюминия.
ScAlN является пьезоэлектрическим полупроводниковым материалом с высокой диэлектрической прочностью, но пока что он плохо изучен с точки зрения его применимости в микроэлектронных приложениях. Немецкие ученые уже доказали, что он обладает уникальными физическими свойствами и отлично подходит для совершенствования силовых электронных компонентов.
Целью совместного проекта является выращивание кристаллической решетки ScAlN на слое GaN и использование полученных гетероструктур для обработки транзисторов с высокой пропускной способностью. Это сократит потери систем при переключении, повысит эффективность работы и позволит сделать их более компактными. По словам команды, они стремятся удвоить максимально возможную выходную мощность устройств, параллельно снизив энергопотребление.
В данный момент основная проблема заключается в выращивании кристаллов нужной структуры, поскольку ранее этого никто не делал. Над этим исследователи будут работать в течение следующие нескольких месяцев, чтобы начать успешно применять материал в электронике.
Совершенствуются не только материалы, но и способы создания транзисторов. Недавно ученые сообщили о прорыве в производстве наночипов.