Вчені створили надміцні діоди на основі алмазу та оксиду галію

Команда дослідників із Китаю розробила високопродуктивні діоди на основі надширокозонних напівпровідників, які можуть витримувати напругу понад 3 кВ. Це досягнення відкриває нові можливості для створення високопотужної електроніки. Надширокозонні напівпровідники, такі як алмаз і оксид галію, мають унікальні властивості, які роблять їх ідеальними для високопотужних застосувань. Вони мають широку заборонену зону, високе пробивне поле, радіаційну стійкість та високу рухливість носіїв заряду. Однак створення біполярних пристроїв на основі цих матеріалів є складним завданням.

Щоб подолати цей бар’єр, дослідники запропонували новий підхід – гетероперехідний метод. Цей метод передбачає поєднання p-типу алмазу з n-типом оксиду галію для створення потужних pn-діодів. Вчені виростили гетероепітаксіальний n-тип оксиду галію на p-типі алмазної підкладки, використовуючи спеціальну методику координації доменів та обмеження шляху кристалізації. Це дозволило створити гетероперехідний інтерфейс між оксидом галію і алмазом, який є атомно-гострим і не має дифузії, що спостерігається, інтерфейсних елементів.

Результатом цього стало створення діодів з винятковими характеристиками. Вони мають коефіцієнт включення/вимкнення, що перевищує 10⁸ і можуть витримувати напругу понад 3 кВ, навіть без спеціальної обробки країв. Крім того, дослідники виявили, що ці діоди мають високу теплопровідність межі розділу, яка досягає 64 МВт/м²·До 500 К. Це означає, що вони можуть ефективно розсіювати тепло, що є важливим фактором для високопотужних застосувань.

Це досягнення відкриває нові можливості для створення високопотужної електроніки, яка може бути використана в різних сферах, від енергетики до транспорту. Вчені сподіваються, що їхня робота сприятиме розвитку нових технологій та вирішенню складних завдань у галузі енергетики та електроніки.