Ученые создали сверхмощные диоды на основе оксидов алмаза и галлия

Группа исследователей из Китая разработала высокоэффективные диоды на основе сверхширокозонных полупроводников, способные выдерживать напряжение более 3 кВ. Это достижение открывает новые возможности для создания мощной электроники.

Материалы, алмаз и оксид галлия, обладают особыми свойствами, которые делают их идеальными для конкретных применений высокой мощности. Они обладают широкой запрещенной зоной, высоким полем пробоя, радиационной стойкостью и высокой подвижностью носителей заряда. Однако создание биполярных устройств на основе этих материалов представляет собой сложную задачу.

Чтобы преодолеть этот барьер, исследователи предлагают новый подход — метод гетероперехода. Этот метод предполагает объединение алмаза p-типа с оксидом галлия n-типа для создания мощных pn-диодов.

Ученые вырастили гетероэпитаксиальный оксид галлия n-типа на подложке из алмаза p-типа, используя специальную технику для координации доменов и ограничения пути кристаллизации. Это позволило создать гетеропереход между оксидом галлия и алмазом, который является атомарно острым и на котором не наблюдается граничной диффузии.

В результате были созданы диоды с исключительными характеристиками. Они имеют коэффициент включения/выключения более 108 и могут выдерживать напряжение более 3 кВ даже без специальной обработки кромок.

Кроме того, исследователи обнаружили, что эти диоды обладают высокой теплопроводностью на границе, которая достигает 64 МВт/м2-К при 500 К. Это означает, что они могут эффективно рассеивать тепло, что является важным фактором для их использования в высокотемпературных средах. силовое оборудование.

Это достижение открывает новые возможности для создания мощной электроники, которую можно будет использовать в самых разных приложениях — от энергетики до транспорта. Ученые надеются, что их работа будет способствовать развитию новых технологий и решению сложных проблем в области энергетики и электроники.