I ricercatori dell'Università Metropolitana di Osaka stanno dimostrando che i diamanti sono molto più che semplici migliori amici di una ragazza. La loro ricerca innovativa si concentra sui transistor al nitruro di gallio (GaN), che sono dispositivi semiconduttori ad alta potenza e alta frequenza utilizzati nei dati mobili e nei sistemi di comunicazione satellitare.
Con la crescente miniaturizzazione dei dispositivi a semiconduttore, sorgono problemi come l'aumento della densità di potenza e della generazione di calore che possono influire sulle prestazioni, sull'affidabilità e sulla durata di questi dispositivi. Pertanto, una gestione termica efficace è fondamentale. Il diamante, che ha la più alta conduttività termica tra tutti i materiali naturali, è un materiale di substrato ideale ma non è stato ancora utilizzato nella pratica a causa delle difficoltà di legare il diamante agli elementi GaN.
Un gruppo di ricerca guidato dal professore associato Jianbo Liang e dal professor Naoteru Shigekawa della Graduate School of Engineering dell'Università metropolitana di Osaka ha fabbricato con successo transistor GaN ad alta mobilità elettronica utilizzando il diamante come substrato.
I loro risultati sono stati pubblicati su Small .
Questa nuova tecnologia ha più del doppio delle prestazioni di dissipazione del calore dei transistor della stessa forma fabbricati su un substrato di carburo di silicio (SiC). Per massimizzare l'elevata conduttività termica del diamante, i ricercatori hanno integrato uno strato 3C-SiC, un politipo cubico di carburo di silicio, tra GaN e diamante. Questa tecnica riduce significativamente la resistenza termica dell'interfaccia e migliora la dissipazione del calore.
"Questa nuova tecnologia ha il potenziale per ridurre significativamente la CO2 emissioni e potenzialmente rivoluzionare lo sviluppo dell'elettronica di potenza e a radiofrequenza con capacità di gestione termica migliorate," ha affermato il professor Liang.
Ulteriori informazioni: Ryo Kagawa et al, Elevata stabilità termica e bassa resistenza termica di giunzioni GaN/3C‐SiC/diamante di ampia area per processi pratici con dispositivi, Piccolo (2023). DOI:10.1002/piccolo.202305574
Informazioni sul giornale: Piccolo
Fornito da Osaka Metropolitan University
