เซมิคอนดักเตอร์จับตามอง 'power electronics' ยุคหน้า

Anonim

นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการทำงานของทรานซิสเตอร์ทดลองที่ทำจากเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่า beta gallium oxide ซึ่งสามารถนำมาใช้สวิทช์ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานต่างๆเช่นตารางการผลิตไฟฟ้าเรือทหารและเครื่องบิน

เซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะเป็น "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง" ยุคถัดไปหรืออุปกรณ์ที่จำเป็นในการควบคุมการไหลของพลังงานไฟฟ้าในวงจร เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถช่วยลดการใช้พลังงานทั่วโลกและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้โดยเปลี่ยนสวิทช์ไฟฟ้าพลังงานที่มีประสิทธิภาพน้อยลงและใช้พลังงานไฟฟ้าขนาดใหญ่

ทรานซิสเตอร์เรียกว่าแกลเลียมออกไซด์ในทรานซิสเตอร์ที่มีผลกระทบของฉนวนหรือ GOOI มีแนวโน้มเป็นอย่างยิ่งเนื่องจากมี "bandgap แบบ Ultra Wide" ซึ่งเป็นลักษณะที่จำเป็นสำหรับสวิทช์ในแอ็พพลิเคชันแรงดันไฟฟ้าสูง

Peide Ye, Richard J. และศาสตราจารย์ Mary Jo Schwartz จาก Purdue University กล่าวว่าเมื่อเทียบกับเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ ที่คิดว่าจะมีแนวโน้มดีสำหรับทรานซิสเตอร์อุปกรณ์ที่ทำจาก beta gallium oxide จะมีแรงดันไฟฟ้าที่พังทลายหรือแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์

ผลการวิจัยมีรายละเอียดในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในเดือนนี้ใน จดหมายอุปกรณ์อีเลคทรอนิคส์ของ IEEE นักศึกษาระดับบัณฑิต Hong Zhou ทำการวิจัยมาก

ทีมยังได้พัฒนาวิธีการต้นทุนต่ำแบบใหม่โดยใช้เทปกาวเพื่อลอกเลเยอร์ของเซมิคอนดักเตอร์จากผลึกเดี่ยวซึ่งเป็นทางเลือกอื่นที่ราคาไม่แพงมากนักสำหรับเทคนิคห้องปฏิบัติการที่เรียกว่า epitaxy ราคาตลาดของ beta gallium oxide ขนาด 1 เซนติเมตรโดย 1.5 เซนติเมตรที่ผลิตโดยใช้ epitaxy มีมูลค่าประมาณ 6, 000 เหรียญ ในการเปรียบเทียบวิธีการ "สก๊อตช์เทป" มีต้นทุน pennies และสามารถใช้ตัดฟิล์มของวัสดุ beta gallium oxide ลงในสายพานหรือ "nano-membranes" ซึ่งสามารถถ่ายโอนไปยังแผ่นซิลิคอนแบบเดิมและผลิตเป็นอุปกรณ์ได้ คุณกล่าวว่า

เทคนิคนี้พบว่าฟิล์มมีความเรียบมากโดยมีความหยาบของพื้นผิว 0.3 นาโนเมตรซึ่งเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ช่วยในการใช้งานในอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ได้ดียิ่งขึ้นนายเยซึ่งเป็นสมาชิกของ NEPTUNE ศูนย์พลังงานและพลังงานกล่าว สำนักงานการวิจัยทางทะเลของสหรัฐและตั้งอยู่ที่สวน Discovery Purdue's การวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการสนับสนุนโดยศูนย์

ทีมของ Purdue มีกระแสไฟฟ้าสูงกว่ากลุ่มวิจัยอื่น ๆ ถึง 10 ถึง 100 เท่าที่ทำงานร่วมกับเซมิคอนดักเตอร์

หนึ่งข้อเสียเปรียบของวัสดุที่เป็นคุณสมบัติคุณสมบัติความร้อนที่ไม่ดี เพื่อช่วยแก้ปัญหาการวิจัยในอนาคตอาจรวมถึงการทำงานเพื่อยึดวัสดุกับพื้นผิวของเพชรหรืออลูมิเนียมไนไตรด์

menu
menu