Это то, что Юпин Цзэн, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в Университете Делавэра, стремится открыть. Она и группа исследователей недавно создали транзистор с высокой подвижностью электронов, устройство, которое усиливает и регулирует электрический ток, используя нитрид галлия (GaN) с нитридом алюминия-индия в качестве барьера на кремниевой подложке. Они описали свои результаты в журнале Applied Physics Express.
Среди устройств такого типа транзистор Цзэн имеет рекордные свойства, в том числе рекордно низкий ток утечки затвора (мера потерь тока), рекордно высокое соотношение тока включения / выключения (величина разницы тока, передаваемого между состоянием включения и выключенное состояние) и рекордно высокая частота среза усиления по току (указание того, сколько данных может быть передано с широким диапазоном частот).
Этот транзистор может быть полезен для систем беспроводной связи с более высокой пропускной способностью. При заданном токе он может выдерживать большее напряжение и требует меньшего времени автономной работы, чем другие устройства этого типа.
«Мы делаем этот высокоскоростной транзистор, потому что хотим расширить полосу пропускания беспроводной связи, и это даст нам больше информации в течение определенного ограниченного времени», – сказал Цзэн. «Его также можно использовать в космических приложениях, потому что транзистор из нитрида галлия, который мы использовали, устойчив к излучению, а также является материалом с широкой запрещенной зоной, поэтому он может выдерживать большую мощность."
Этот транзистор представляет собой новаторство как в материальном дизайне, так и в дизайне приложений устройства. Транзисторы сделаны на недорогой кремниевой подложке, «и этот процесс также может быть совместим с кремниевой комплементарной технологией металл-оксид-полупроводник (CMOS), которая является традиционной технологией, используемой для полупроводников», – сказал Цзэн.
Транзистор, описанный в недавней статье, был лишь первым из многих будущих.
«Мы пытаемся и дальше побивать наш собственный рекорд, как для приложений с низким энергопотреблением, так и для высокоскоростных приложений», – сказал Цзэн. Команда также планирует использовать свои транзисторы для создания усилителей мощности, которые могут быть особенно полезны для беспроводной связи, а также для других интернет-вещей.
Группа Цзэна также работает над транзисторами из оксида титана, которые являются прозрачными и могут использоваться для дисплеев на объединительной плате, конкурируя с технологией для используемых в настоящее время коммерческих транзисторов из оксида индия-галлия-цинка (InGaZnO).
Деннис Пратер, выпускник инженерных специальностей, профессор электротехники и вычислительной техники, был соавтором статьи Applied Physics Express.