Struttura schematica della superficie del diamante:H sottoposta a diversi processi ALD e delle proprietà elettroniche di interfaccia risultanti con transistor diamante:H/MoO3 contro diamante:H/HyMoO3−x. (A) Applicazione di un tipico processo MoO3 ALD su diamante:H, con conseguente degradazione della terminazione superficiale. (B e C) Processo ALD modificato di MoO3 e HyMoO3−x per preservare la terminazione del diamante:H. Lato destro dall'alto verso il basso:diagramma schematico in sezione trasversale con rappresentazioni atomiche dell'interfaccia di FET diamante:H/MoO3 (in alto) e diamante:H/HyMoO3−x (in basso) e le rispettive strutture energetiche della banda elettronica con diversi rapporti di stato di ossidazione. CB, banda di conduzione; VB, banda di valenza. Credito: Progressi scientifici (2018). DOI:10.1126/sciadv.aau0480
Gli scienziati dell'ANU hanno inventato minuscole parti elettroniche diamantate che potrebbero superare le prestazioni ed essere più durevoli dei dispositivi odierni in ambienti ad alta radiazione come motori a razzo, aiutando a raggiungere la prossima frontiera nello spazio.
Il team ha sviluppato un nuovo tipo di transistor ultrasottile, che è un semiconduttore ampiamente utilizzato per amplificare o commutare segnali elettronici e alimentazione elettrica in dispositivi come tablet, smartphone e laptop.
Il ricercatore capo, il dottor Zongyou Yin, ha affermato che i nuovi transistor diamantati sono promettenti per applicazioni in veicoli spaziali o motori di automobili.
"Il diamante è il materiale perfetto da utilizzare nei transistor che devono resistere al bombardamento di raggi cosmici nello spazio o al calore estremo all'interno del motore di un'auto, in termini di prestazioni e durata, " ha affermato il Dr. Yin della ANU Research School of Chemistry che è stato nell'elenco mondiale dei ricercatori altamente citati da Clarivate Analytics ogni anno dal 2015.
Ha affermato che tali applicazioni sono attualmente dominate dalla tecnologia basata sui composti semiconduttori, tra cui carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN).
"Le tecnologie a base di carburo di silicio e nitruro di gallio sono limitate dalle loro prestazioni in ambienti estremamente caldi e ad alta potenza, come nei motori di veicoli spaziali o automobilistici, " ha detto il dottor Yin.
"Diamante, a differenza del carburo di silicio e del nitruro di gallio, è un materiale di gran lunga superiore da utilizzare nei transistor per questo tipo di scopi.
"L'utilizzo del diamante per queste applicazioni ad alta energia nei motori di veicoli spaziali e automobilistici sarà un entusiasmante progresso nella scienza di queste tecnologie".
Il dottor Yin ha detto che il transistor a diamante del team era nella fase di prova del concetto.
"Prevediamo di poter avere la tecnologia dei transistor diamantati pronta per la fabbricazione su larga scala entro tre-cinque anni, che porrebbe le basi per un ulteriore sviluppo del mercato commerciale, " Egli ha detto.
Il team ha acquistato forme speciali di minuscoli, diamanti piatti e ha modificato le superfici in modo che potessero crescere materiali ultrasottili sopra per realizzare i transistor.
Il materiale che crescevano sul diamante consisteva in un deposito di atomi di idrogeno e strati di ossido di molibdeno idrogenato.
Lo studio è pubblicato su Progressi scientifici .
