Forskere opretter elektroniske dioder ud over 5G -ydelse

David Storm, en forskningsfysiker, og Tyler Growden, en elektriker, begge med U.S.Naval Research Laboratory, udviklet en ny galliumnitridbaseret elektrisk komponent kaldet en resonant tunneldiode (RTD) med ydeevne ud over den forventede hastighed på 5G.

Femte generations netværksteknologi er nu lige begyndt at rulle ud over USA.

Storm og Growdens forskningsresultater for elektroniske komponentdioder blev offentliggjort den 19. marts, 2020 i det akademiske tidsskrift Anvendt fysik bogstaver .

"Vores arbejde viste, at galliumnitridbaserede FTU'er ikke i sagens natur er langsomme, som andre foreslog, "Growden sagde." De sammenligner godt i både frekvens og udgangseffekt med FTU'er af forskellige materialer. "

Dioderne muliggør ekstremt hurtig transport af elektroner for at drage fordel af et fænomen, der kaldes kvantetunnel. I denne tunneling, elektroner skaber strøm ved at bevæge sig gennem fysiske barrierer, udnytter deres evne til at opføre sig som både partikler og bølger.

Storm og Growdens design til galliumnitridbaserede dioder viste rekordstrømudgange og skiftehastigheder, muliggør applikationer, der kræver elektromagnetik i millimeterbølgeregionen og frekvenser i terahertz. Sådanne applikationer kan omfatte kommunikation, netværk, og sansning.

Teamet udviklede en gentagelig proces for at øge diodernes udbytte til cirka 90%; tidligere typiske udbytter ligger på omkring 20%.

Storm sagde, at det kan være svært at opnå et højt udbytte af operationelle tunneler, fordi de kræver skarpe grænseflader på atomniveau og er meget følsomme over for mange kilder til spredning og lækage.

Prøveforberedelse, ensartet vækst, og en kontrolleret fremstillingsproces ved hvert trin var nøgleelementerne til dioderne tilfredsstillende resultater på en chip.

"Indtil nu, galliumnitrid var svært at arbejde med fra et fremstillingsperspektiv, "Storm sagde." Jeg hader at sige det, men vores høje udbytte var så simpelt som at falde af en tømmerstok, og meget af det skyldtes vores design. "

Storm og Growden sagde, at de er forpligtet til at fortsætte med at forfine deres FTU -design for at forbedre det nuværende output uden at miste strømpotentiale. De udførte deres arbejde sammen med kolleger ved Ohio State University, Wright State University, samt branchepartnere.