Nova tehnologija tranzistora može povećati kapacitet disipacije topline za više od dva puta
Prema izvještajima, istraživački tim na Univerzitetu Osaka Metropolitan koristio je dijamant, toplinski najprovodljiviji prirodni materijal na Zemlji, kao supstrat za stvaranje tranzistora od galijum nitrida (GaN), koji imaju više nego dvostruko veći kapacitet odvođenja topline od tradicionalnih tranzistora. Izvještava se da se tranzistor može koristiti ne samo u 5G komunikacijskim baznim stanicama, meteorološkim radarima, satelitskim komunikacijama i drugim poljima, već i u mikrovalnom grijanju, obradi plazme i drugim poljima. Najnoviji rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u časopisu "Small".
Sa sve većom minijaturizacijom poluvodičkih uređaja, pojavili su se problemi kao što su povećana gustina snage i stvaranje toplote, što može uticati na performanse, pouzdanost i životni vek ovih uređaja. Razumije se da galijum nitrid (GaN) na dijamantu ima obećavajuće izglede kao poluvodički materijal sljedeće generacije, budući da oba materijala imaju širok pojas koji omogućava visoku provodljivost i visoku toplinsku provodljivost dijamanta, pozicionirajući ih kao odlične podloge za disipaciju topline.
Ranije su naučnici pokušali da stvore GaN strukture na dijamantima kombinovanjem dve komponente sa nekim oblikom prelaznog ili adhezivnog sloja, ali u oba slučaja, dodatni sloj je značajno ometao toplotnu provodljivost dijamanata, narušavajući ključnu povoljan spoj GaN dijamanata. U najnovijem istraživanju, naučnici sa javnog univerziteta u Osaki uspješno su proizveli GaN tranzistore visoke pokretljivosti elektrona koristeći dijamant kao supstrat. Performanse odvođenja toplote ove nove tehnologije su više nego dvostruko veće od tranzistora sličnog oblika proizvedenih na podlogama od silicijum karbida (SiC).
Da bi maksimizirali visoku toplotnu provodljivost dijamanta, istraživači su integrisali sloj kubičnog silicijum karbida između GaN i dijamanta. Ova tehnologija značajno smanjuje termičku otpornost interfejsa i poboljšava performanse odvođenja toplote. Ova nova tehnologija ima potencijal da značajno smanji emisiju ugljičnog dioksida i potencijalno revolucionira razvoj energetskih i radio-frekventnih elektronskih proizvoda poboljšanjem mogućnosti upravljanja toplinom.
