Il silicio è stato per decenni il materiale dominante utilizzato nei transistor, ma le sue prestazioni stanno iniziando a raggiungere i suoi limiti. Di conseguenza, i ricercatori sono alla ricerca di nuovi materiali che possano essere utilizzati per realizzare transistor più veloci ed efficienti.
Un candidato promettente è un materiale chiamato nitruro di gallio (GaN). I transistor GaN presentano numerosi vantaggi rispetto ai transistor al silicio, tra cui una maggiore mobilità degli elettroni, un consumo energetico inferiore e un bandgap più ampio. Ciò li rende ideali per l’uso in applicazioni ad alta potenza e alta frequenza, come radar, comunicazioni satellitari e reti 5G.
In uno studio recente, i ricercatori dell’Università della California, Berkeley, hanno dimostrato un transistor GaN che può funzionare alla frequenza record di 1,2 terahertz (THz). Questa è più del doppio della frequenza dei transistor al silicio più veloci.
I ricercatori ritengono che il loro transistor GaN potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di dispositivi elettronici ad alta velocità. Questi dispositivi potrebbero essere utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui imaging medico, spettroscopia e comunicazioni wireless.
Lo sviluppo dei transistor GaN è ancora nelle fasi iniziali, ma il potenziale di questa tecnologia è enorme. Se i transistor GaN potessero essere prodotti in serie, potrebbero rivoluzionare l’industria elettronica.
* Maggiore mobilità degli elettroni: Il GaN ha una mobilità elettronica maggiore rispetto al silicio, il che significa che gli elettroni possono muoversi più liberamente attraverso il materiale. Ciò consente ai transistor GaN di funzionare a velocità più elevate rispetto ai transistor al silicio.
* Consumo energetico ridotto: I transistor GaN consumano meno energia rispetto ai transistor al silicio, il che li rende più efficienti. Questo è importante per i dispositivi alimentati a batteria, come smartphone e laptop.
* Banda gap più ampia: Il GaN ha una banda proibita più ampia del silicio, il che significa che può sopportare tensioni più elevate senza rompersi. Ciò rende i transistor GaN ideali per l'uso in applicazioni ad alta potenza, come le comunicazioni radar e satellitari.
* Applicazioni ad alta potenza e alta frequenza: I transistor GaN sono ideali per l'uso in applicazioni ad alta potenza e alta frequenza, come radar, comunicazioni satellitari e reti 5G.
* Elettronica di potenza: I transistor GaN possono essere utilizzati in applicazioni di elettronica di potenza, come inverter solari e caricabatterie per veicoli elettrici.
* Immagine medica: I transistor GaN possono essere utilizzati in applicazioni di imaging medico, come scanner per tomografia computerizzata (CT) e scanner per risonanza magnetica (MRI).
* Spettroscopia: I transistor GaN possono essere utilizzati in applicazioni di spettroscopia, come la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) e la spettroscopia di risonanza di spin elettronico (ESR).
* Comunicazioni wireless: I transistor GaN possono essere utilizzati in applicazioni di comunicazione wireless, come stazioni base e telefoni cellulari.
Lo sviluppo dei transistor GaN è ancora nelle fasi iniziali, ma il potenziale di questa tecnologia è enorme. Se i transistor GaN potessero essere prodotti in serie, potrebbero rivoluzionare l’industria elettronica.
