טכנולוגיית טרנזיסטור חדשה יכולה להגדיל את יכולת פיזור החום ביותר מפעמיים

על פי דיווחים, צוות מחקר מאוניברסיטת אוסקה מטרופוליטן השתמש ביהלום, החומר הטבעי המוליך תרמית ביותר על פני כדור הארץ, כמצע ליצירת טרנזיסטורי גליום ניטריד (GaN), שיש להם יותר מפי שניים מיכולת פיזור החום של טרנזיסטורים מסורתיים. מדווח כי הטרנזיסטור יכול לשמש לא רק בתחנות בסיס תקשורת 5G, מכ"מים מטאורולוגיים, תקשורת לוויינית ותחומים אחרים, אלא גם בחימום מיקרוגל, עיבוד פלזמה ותחומים אחרים. ממצאי המחקר האחרונים פורסמו לאחרונה בכתב העת "Small".

עם המזעור ההולך וגובר של התקני מוליכים למחצה, הופיעו בעיות כמו צפיפות הספק מוגברת וייצור חום, שיכולות להשפיע על הביצועים, האמינות ותוחלת החיים של התקנים אלה. מובן שגליום ניטריד (GaN) על יהלום מציג סיכויים מבטיחים כחומר מוליכים למחצה מהדור הבא, שכן לשני החומרים יש פערי פס רחבים המאפשרים מוליכות גבוהה ומוליכות תרמית גבוהה של יהלום, וממקמים אותם כמצעי פיזור חום מצוינים.

בעבר, מדענים ניסו ליצור מבני GaN על יהלומים על ידי שילוב של שני רכיבים עם צורה כלשהי של מעבר או שכבת הדבקה, אך בשני המקרים, השכבה הנוספת הפריעה משמעותית מוליכות התרמית של יהלומים, ושיבשה שילוב יתרון מרכזי של יהלומי GaN. במחקר האחרון, מדענים מהאוניברסיטה הציבורית של אוסקה ייצרו בהצלחה טרנזיסטורי GaN ניידות אלקטרונית גבוהה תוך שימוש ביהלום כמצע. ביצועי פיזור החום של טכנולוגיה חדשה זו הם יותר מפי שניים משל טרנזיסטורים בעלי צורה דומה המיוצרים על מצעי סיליקון קרביד (SiC).

על מנת למקסם את המוליכות התרמית הגבוהה של יהלום, שילבו החוקרים שכבה של סיליקון קרביד מעוקב בין GaN ליהלום. טכנולוגיה זו מפחיתה משמעותית את ההתנגדות התרמית של הממשק ומשפרת את ביצועי פיזור החום. לטכנולוגיה חדשה זו יש פוטנציאל להפחית משמעותית את פליטת הפחמן הדו-חמצני ולעשות מהפכה בפיתוח מוצרי חשמל ותדרי רדיו באמצעות שיפור יכולות הניהול התרמי.