Teknologi transistor baharu boleh meningkatkan kapasiti pelesapan haba lebih daripada dua kali ganda

Menurut laporan, pasukan penyelidik di Universiti Metropolitan Osaka telah menggunakan berlian, bahan semula jadi yang paling konduktif haba di Bumi, sebagai substrat untuk mencipta transistor galium nitrida (GaN), yang mempunyai lebih daripada dua kali kapasiti pelesapan haba transistor tradisional. Dilaporkan bahawa transistor boleh digunakan bukan sahaja dalam stesen pangkalan komunikasi 5G, radar meteorologi, komunikasi satelit dan medan lain, tetapi juga dalam pemanasan gelombang mikro, pemprosesan plasma dan bidang lain. Penemuan penyelidikan terkini telah diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal "Small".

Dengan peningkatan pengecilan peranti semikonduktor, isu seperti peningkatan ketumpatan kuasa dan penjanaan haba telah timbul, yang boleh menjejaskan prestasi, kebolehpercayaan dan jangka hayat peranti ini. Difahamkan bahawa galium nitrida (GaN) pada berlian mempamerkan prospek yang menjanjikan sebagai bahan semikonduktor generasi akan datang, kerana kedua-dua bahan mempunyai jurang jalur lebar yang membolehkan kekonduksian tinggi dan kekonduksian terma tinggi berlian, meletakkannya sebagai substrat pelesapan haba yang sangat baik.

Sebelum ini, saintis telah cuba mencipta struktur GaN pada berlian dengan menggabungkan dua komponen dengan beberapa bentuk peralihan atau lapisan pelekat, tetapi dalam kedua-dua kes, lapisan tambahan secara ketara mengganggu kekonduksian terma berlian, mengganggu gabungan berfaedah utama berlian GaN. Dalam penyelidikan terkini, saintis dari Universiti Awam Osaka telah berjaya menghasilkan transistor mobiliti elektron tinggi GaN menggunakan berlian sebagai substrat. Prestasi pelesapan haba teknologi baharu ini adalah lebih daripada dua kali ganda berbanding transistor berbentuk serupa yang dihasilkan pada substrat silikon karbida (SiC).

Untuk memaksimumkan kekonduksian terma berlian yang tinggi, penyelidik menyepadukan lapisan karbida silikon padu antara GaN dan berlian. Teknologi ini dengan ketara mengurangkan rintangan haba antara muka dan meningkatkan prestasi pelesapan haba. Teknologi baharu ini berpotensi untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida dengan ketara dan berpotensi merevolusikan pembangunan produk elektronik kuasa dan frekuensi radio dengan meningkatkan keupayaan pengurusan haba.