Flyt over, silicium? Nyt transistormateriale testet

Silicium har været det dominerende materiale brugt i transistorer i årtier, men dets ydeevne begynder at nå sine grænser. Som følge heraf leder forskerne efter nye materialer, der kan bruges til at lave hurtigere og mere effektive transistorer.

En lovende kandidat er et materiale kaldet galliumnitrid (GaN). GaN-transistorer har flere fordele i forhold til siliciumtransistorer, herunder højere elektronmobilitet, lavere strømforbrug og et bredere båndgab. Dette gør dem ideelle til brug i højeffekt- og højfrekvente applikationer, såsom radar, satellitkommunikation og 5G-netværk.

I en nylig undersøgelse påviste forskere ved University of California, Berkeley, en GaN-transistor, der kan fungere ved en rekordstor frekvens på 1,2 terahertz (THz). Dette er mere end det dobbelte af frekvensen af ​​de hurtigste siliciumtransistorer.

Forskerne mener, at deres GaN-transistor kan bane vejen for en ny generation af højhastigheds elektroniske enheder. Disse enheder kan bruges i en række forskellige applikationer, herunder medicinsk billeddannelse, spektroskopi og trådløs kommunikation.

Udviklingen af ​​GaN-transistorer er stadig i sin tidlige fase, men potentialet for denne teknologi er enormt. Hvis GaN-transistorer kan masseproduceres, kan de revolutionere elektronikindustrien.

Fordele ved GaN-transistorer frem for siliciumtransistorer

* Højere elektronmobilitet: GaN har en højere elektronmobilitet end silicium, hvilket betyder, at elektroner kan bevæge sig mere frit gennem materialet. Dette gør det muligt for GaN-transistorer at fungere ved højere hastigheder end siliciumtransistorer.

* Lavere strømforbrug: GaN-transistorer bruger mindre strøm end siliciumtransistorer, hvilket gør dem mere effektive. Dette er vigtigt for enheder, der er batteridrevne, såsom smartphones og bærbare computere.

* Større båndgab: GaN har et bredere båndgab end silicium, hvilket betyder, at det kan modstå højere spændinger uden at gå i stykker. Dette gør GaN-transistorer ideelle til brug i højeffektapplikationer, såsom radar- og satellitkommunikation.

Anvendelser af GaN-transistorer

* Applikationer med høj effekt og høj frekvens: GaN-transistorer er ideelle til brug i højeffekt- og højfrekvente applikationer, såsom radar, satellitkommunikation og 5G-netværk.

* Strømelektronik: GaN-transistorer kan bruges i kraftelektronikapplikationer, såsom solcelle-invertere og opladere til elektriske køretøjer.

* Medicinsk billeddannelse: GaN-transistorer kan bruges i medicinske billedbehandlingsapplikationer, såsom computertomografi (CT) scannere og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) scannere.

* Spektroskopi: GaN-transistorer kan bruges i spektroskopi-applikationer, såsom nuklear magnetisk resonans (NMR) spektroskopi og elektronspin resonans (ESR) spektroskopi.

* Trådløs kommunikation: GaN-transistorer kan bruges i trådløse kommunikationsapplikationer, såsom basestationer og mobiltelefoner.

Konklusion

Udviklingen af ​​GaN-transistorer er stadig i sin tidlige fase, men potentialet for denne teknologi er enormt. Hvis GaN-transistorer kan masseproduceres, kan de revolutionere elektronikindustrien.