Çin’den bir araştırma ekibi, 3 kV’un üzerindeki voltajlara dayanabilen ultra geniş bant aralıklı yarı iletkenlere dayanan yüksek performanslı diyotlar geliştirdi. Bu başarı, yüksek güçlü elektroniklerin yaratılmasında yeni olanakların önünü açıyor.
Elmas ve galyum oksit gibi ultra geniş bant aralıklı yarı iletkenler, onları yüksek güçlü uygulamalar için ideal kılan benzersiz özelliklere sahiptir. Geniş bant aralığına, yüksek kırılma alanına, radyasyon direncine ve yük taşıyıcılarının yüksek hareket kabiliyetine sahiptirler. Ancak bu malzemelere dayalı bipolar cihazlar oluşturmak zordur.
Bu engelin üstesinden gelmek için araştırmacılar yeni bir yaklaşım önerdiler: heteroeklem yöntemi. Bu yöntem, yüksek güçlü pn diyotlar oluşturmak için p tipi elmasın n tipi galyum oksitle birleştirilmesini içerir.
Bilim adamları, özel bir alan koordinasyonu ve kristalizasyon yolu kısıtlama tekniği kullanarak p-tipi bir elmas substrat üzerinde heteroepitaksiyel n-tipi galyum oksit ürettiler. Bu, galyum oksit ile elmas arasında atomik olarak keskin olan ve arayüz elemanlarının gözlemlenebilir bir yayılımına sahip olmayan bir heteroeklem arayüzü oluşturmayı mümkün kıldı.
Sonuç, olağanüstü özelliklere sahip diyotların yaratılmasıydı. Açma/kapama oranı 10’dan büyük8ve özel kenar işlemi gerektirmeden bile 3 kV’un üzerindeki gerilimlere dayanabilir.
Ayrıca araştırmacılar, bu diyotların 64 MW/m’ye ulaşan yüksek termal arayüz iletkenliğine sahip olduğunu buldu.2· 500K’da K Bu, yüksek güçlü uygulamalar için önemli bir faktör olan ısıyı verimli bir şekilde dağıtabilecekleri anlamına gelir.
Bu başarı, enerjiden ulaşıma kadar çeşitli alanlarda kullanılabilecek yüksek güçlü elektroniklerin yaratılması için yeni fırsatlar yaratıyor. Bilim insanları, çalışmalarının yeni teknolojilerin geliştirilmesine ve enerji ve elektronik alanındaki karmaşık sorunların çözümüne katkıda bulunacağını umuyor.
