Изследователи от EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) в Швейцария са разработили нов транзистор от галиев нитрид (GaN) с пробивно напрежение, доближаващо се до 4000 волта - повече от пет пъти по-високо от настоящите търговски устройства за захранване с GaN, които обикновено работят при 600–650 V. Устройството също така поддържа ниска -устойчивост. Констатациите са публикувани в последния брой наПриродна електроника.
За да преодолее ограничението за високо-напрежение, екипът разработи нов GaN транзистор, наречен „вътрешен поляризационен суперпреход“. Устройството е изградено от множество слоеве GaN материал върху евтин -силициев субстрат. Чрез използване на присъщите поляризационни свойства на GaN, слой от положителен заряд естествено се образува заедно с електронния слой. Чрез регулиране на дебелината на материалните слоеве изследователите постигнаха баланс между положителните и отрицателните заряди. В резултат на това, когато транзисторът е изключен, напрежението се разпределя по-равномерно в устройството, вместо да се концентрира в една точка -, което значително намалява риска от повреда, причинена от локализирани силни електрически полета.
Тестовете показват, че новият транзистор може да издържи близо 4000 волта, като същевременно поддържа ниско-съпротивление, което спомага за намаляване на загубата на енергия и генерирането на топлина по време на преобразуване на енергия. Освен това устройството не изисква традиционно химическо допинг за контролиране на заряда, дизайн, който се очаква да подобри стабилността при високи-температури и високи-електрически-условия на напрежение.
Очаква се този пробив да има значителни приложения в-силовата електроника с високо напрежение, включително центрове за данни с изкуствен интелект, системи за възобновяема енергия и електрически превозни средства.