Алмазные электронные схемы на замену кремнию

Алмазные электронные схемы на замену кремнию

Когда электрогенераторы, подобные ветряным и солнечным системам, передают электроэнергию в дом, на предприятие и прочим энергосистемам, теряется до 10% генерируемой мощности. С целью решения этой проблемы, полным ходом идёт изучение новых алмазных полупроводниковых цепей. По мнению учёных, такие цепи способны сделать системы преобразования энергии более эффективными.

Опытные образцы руками японских специалистов

Так, команда инженеров из Японии успешно изготовила ключевую систему преобразования энергии, применив гидрированный алмаз (H-diamond). Японцы продемонстрировали, как работает гидрированный алмаз при нагреве до 300 градусов по Цельсию.

Подобные алмазные вставки обещают существенно изменить электронные устройства, учитывая уменьшение массы и более эффективное действие.

По сравнению с традиционной электроникой на основе кремния преимущества очевидны. Выводы по гидрированным алмазам опубликованы на Applied Physics Letters из AIP Publishing (Американский институт физики).

Свойства традиционного материала кремния обеспечивают не самый лучший выбор для устройств мощных, высокотемпературных и высокочастотных.

Как отметил один из участников проекта, научный сотрудник Японского национального института материаловедения — Цзянвэй Лю (Jiangwei Liu):

Генераторам гидрированные алмазы  подходят идеально в случаях разработки систем преобразования энергии, когда нужны небольшие размеры и малые потери мощностей.

Исследователи протестировали устойчивость логической структуры Н-алмаза NOR при высоких температурах. Этот тип прибора используется в компьютерных устройствах и открывает выход мощности только тогда, когда потенциал на двух входах равен нулю.

Кратко о структуре H-diamond MOSFET

Схема состоит из пары полупроводниковых полевых транзисторов (МОП), что широко используются в разных электронных устройствах, в цифровых интегральных схемах, в микропроцессорах.

Ещё в 2013 году инженер Цзянвэй Лю вместе с группой соратников разработали и произвели алмазный образец типа E-mode H-diamond.

В процессе испытаний разработчики нагревали схему до 300°С. При такой – достаточно высокой температуре, устройство показало надёжную функциональность. Однако нагревать выше японцы не рискнули, предполагая возможное разрушение МОП-транзисторов.

Достичь более высоких температур (400°С) удалось другой группе исследователей, подтвердившей успешную работу аналогичной МОП-сборки на алмазной основе. Для сравнения, максимальная рабочая температура электронных устройств на базе кремния не превышает 150°С.

Планы инженеров на будущее

В будущем японские инженеры планируют улучшить стабильность сборки в условиях критичного нагрева, изменив оксидные изоляторы и непосредственно процесс изготовления.

Также исследователи надеются построить алмазные MOSFET логические схемы, способные работать при температурах выше 500°С и напряжениях до 2,0 кВ.


По материалам: Sciencedaily


Комментариев: 2 “Алмазные электронные схемы на замену кремнию”

  1. My spouse and i were really ecstatic when Raymond could complete his studies using the precious recommendations he had from your site. It is now and again perplexing to simply continually be freely giving facts people have been selling. And we also discover we need you to be grateful to for that. All the illustrations you have made, the easy site menu, the relationships you can make it easier to promote — it’s most wonderful, and it’s assisting our son in addition to the family imagine that this topic is awesome, and that’s very fundamental. Thanks for all the pieces!

Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *