Міжнародна група інженерів та вчених відкрила спосіб значного підвищення продуктивності напівпровідників на основі нітриду галію (GaN). Ці інновації є особливо актуальними в контексті підготовки до шостого покоління мобільного зв’язку — 6G. Перехід від 5G до 6G передбачає кардинальне збільшення швидкості передачі даних, що є критично важливим для таких технологій, як автономний транспорт, імерсивна віртуальна реальність і моментальна медична діагностика. Все це вимагає пристроїв, здатних обробляти величезні обсяги інформації на надвисоких частотах.
Дослідники представили нову архітектуру радіочастотних підсилювачів на базі нітриду галію. Ключем до прориву став так званий ефект фіксатора – раніше невідоме фізичне явище, що забезпечує стабільне управління струмом на високих частотах. Команда протестувала особливий тип транзисторів – польові транзистори з ефектом надгратки (SLCFET), в яких рух струму спрямовують понад тисячу наноребер шириною менше 100 нанометрів. Ці компоненти показали рекордну продуктивність у W-діапазоні (75-110 ГГц) – частотах, на яких працюватимуть мережі 6G.
«Ми спостерігали зовсім новий фізичний ефект, який виникає у структурі GaN. Це відкрило шлях до стабільної та високочастотної роботи пристроїв», – зазначив професор Мартін Кубал з Університету Брістоля, один з авторів дослідження.
Надалі команда локалізувала точку виникнення ефекту фіксатора та розробила 3D-модель, щоб підтвердити теоретичні розрахунки. У ході довгострокового тестування пристрій показав не тільки відмінну продуктивність, а й стійкість до навантажень – ніяких ознак деградації з часом не було виявлено.
Одним із важливих факторів стабільності виявилося тонке діелектричне покриття навколо кожного наноребра, що забезпечує стабільний розподіл електричного поля. Цей фундаментальний прорив веде до створення енергоефективних багатофункціональних чіпів нового покоління — основ майбутньої обчислювальної техніки, квантових систем і, звичайно ж, мереж 6G. Джерело