Uus transistortehnoloogia võib soojuseraldusvõimet suurendada rohkem kui kaks korda
Aruannete kohaselt on Osaka Metropolitani ülikooli uurimisrühm kasutanud teemanti, kõige soojusjuhtivamat looduslikku materjali Maal, substraadina, et luua galliumnitriidi (GaN) transistorid, millel on rohkem kui kaks korda suurem soojuseraldusvõime kui traditsioonilistel transistoridel. Teatavasti saab transistorit kasutada mitte ainult 5G side tugijaamades, meteoroloogilistes radarites, satelliitsides ja muudes valdkondades, vaid ka mikrolaineahjus kuumutamisel, plasma töötlemisel ja muudes valdkondades. Viimased uurimistulemused avaldati hiljuti ajakirjas "Small".
Pooljuhtseadmete suureneva miniaturiseerimisega on esile kerkinud sellised probleemid nagu suurenenud võimsustihedus ja soojuse teke, mis võivad mõjutada nende seadmete jõudlust, töökindlust ja eluiga. On arusaadav, et teemandil olev galliumnitriid (GaN) pakub paljutõotavaid väljavaateid järgmise põlvkonna pooljuhtmaterjalina, kuna mõlemal materjalil on laiad ribalaiused, mis võimaldavad teemandil kõrget juhtivust ja kõrget soojusjuhtivust, mis muudab need suurepäraseks soojuse hajutamiseks.
Varem olid teadlased püüdnud teemantidel luua GaN-struktuure, kombineerides kahte komponenti mingi ülemineku- või kleepuva kihiga, kuid mõlemal juhul segas täiendav kiht oluliselt teemantide soojusjuhtivust, häirides GaN-teemantide peamist kasulikku kombinatsiooni. Viimaste uuringute käigus on Osaka avaliku ülikooli teadlased edukalt tootnud GaN suure elektronide liikuvusega transistore, kasutades substraadina teemanti. Selle uue tehnoloogia soojuse hajumise jõudlus on enam kui kaks korda suurem kui ränikarbiidist (SiC) valmistatud sarnase kujuga transistoridel.
Teemandi kõrge soojusjuhtivuse maksimeerimiseks integreerisid teadlased GaN ja teemandi vahele kuupmeetrise ränikarbiidi kihi. See tehnoloogia vähendab oluliselt liidese soojustakistust ja parandab soojuse hajumist. Sellel uuel tehnoloogial on potentsiaali oluliselt vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid ja potentsiaalselt muuta toite- ja raadiosageduslike elektroonikatoodete arendus, parandades soojusjuhtimise võimalusi.
