Óriási forróságban is működik egy újfajta félvezető

Az Arizonai Állami Egyetemen fejlesztett rendszer 300 °C-on is megbízhatóan üzemel.

Óriási forróságban is működik egy újfajta félvezető

A Merkúr kráterekkel szabdalt felszínén a hőmérséklet elérheti a 430 °C-ot, a Naptól kétszer távolabb keringő, ám sűrű, szén-dioxidban gazdag légkörrel borított Vénuszon pedig 462 °C-ig is felemelkedhet a hőmérséklet. Ami azt jelenti, hogy bármilyen elektronikus rendszernek, amit ezekre a bolygókra küldünk, bírnia kell ezt a forróságot. Mivel ez mostanáig nehézségekbe ütközött, a Merkúron eddig még nem is járt felszíni szonda, a Vénuszon pedig 1982-ben összesen 127 percig bírta a leghosszabb életű jármű, a szovjet Venyera–13.

Ezen szeretnének változtatni azok az arizonai szakértők, akik a NASA támogatásával olyan adattárolókon dolgoznak, amelyek extrém magas hőmérsékleten is képesek megfelelően működni. A kutatók nemrégiben létre is hoztak egy galliumnitrid rendszert, amely 25–300 °C között működőképes.

A galliumnitrid kiváló alapanyag a magas hőmérsékletekre szánt eszközökhöz, mivel széles tiltott sávval rendelkezik. A hagyományos szilícium esetében a vegyértéksáv és a vezetési sáv közötti rés mindössze 1,12 eV, ami azt jelenti, hogy az elektronoknak már egy pici hőmérséklet-emelkedés is elég ahhoz, hogy gerjesztett állapotba kerülve átugorjanak a vezetési sávba. Ez pedig azzal jár, hogy a rendszer környezetében megemelkedik a hőmérséklet, az elektronok és vele az adott eszköz viselkedése irányíthatatlanná válik, mondja Yuji Zhao, a kutatás vezetője.

Galéria megnyitása

A galliumnitrid tiltott sávja ugyanakkor 3,4 eV széles, így sokkal magasabb hőmérséklet kell ahhoz, hogy az elektronok „megvaduljanak”. Ez persze nem az egyetlen félvezető anyag, amely széles tiltott sávja miatt a kutatások fókuszába került, a NASA például a szilícium-karbidot is vizsgálja magas hőmérsékleten működtethető elektronikus rendszerekben való felhasználáshoz.

Zhao és társai rendszere több réteg galliumnitriden alapul, amelyet aztán plazmával munkáltak meg, hogy kialakítsanak egy olyan réteget, amelyből helyenként hiányoznak a nitrogénatomok. A szakértők elmondása szerint ezek a rácslyukak kulcsszerepet töltenek be az adattároló működésében, bár ennek folyamatnak a részleteivel kapcsolatban máig vannak felderítetlen részletek.

A rendszer szobahőmérsékleten tesztelve gyakorlatilag nem mutatta elhasználódás nyomait ezer 0 és 1 állapot közötti váltás után sem, és amikor a kutatók magasabb hőmérsékleteken tesztelték, a készülék 300 °C-ig hasonlóan stabil maradt. A rendszer csak 350 °C felett vesztette el teljesen adattároló képességét, de amikor visszahűtötték szobahőmérsékletre újra üzemképesnek bizonyult. Zhao és társai jelenleg egy olyan verzión dolgoznak, amely 500 °C-ig stabilan működőképes, továbbá vizsgálják a rendszer még hosszabb távú stabilitását, illetve azt is, hogy a nitrogén rácslyukak másként pozícionálásával hogyan változik a rendszer teljesítménye.

Neked ajánljuk

arrow_backward arrow_forward
Kiemelt
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
0% THM
{{ product.displayName }}
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward