新型半导体材料切断电源开关体积

文章作者:普渡大学

普渡大学(Purdue University)的研究人员称，用一种名为β氧化镓的半导体制造的实验性晶体管，可能为电网、军舰和飞机等应用的新型高效开关铺平道路。

这种半导体有望用于下一代“电力电子”，即控制电路中电能流动的设备。这种技术可以通过取代目前使用的效率较低、体积较大的电子开关，帮助减少全球能源使用和温室气体排放。

在绝缘体场效应晶体管（GOOI）上称为氧化镓的晶体管是特别有前途的，因为它具有“超宽的带隙”，其在高压应用中开关所需的特征。

图1:__ *示意图左边显示了一个实验晶体管的设计，由一种叫做氧化镓的半导体制成。右边是半导体的原子力显微镜图像。(来源:普渡大学/Peide Ye)*

普渡大学的电子和计算机工程教授Richard J.和Mary Jo Schwartz说，与其他被认为有潜力用于晶体管的半导体相比，由氧化镓制成的设备具有更高的“击穿电压”，即设备失效时的电压。

发表在《科学》杂志上的一篇研究论文详细介绍了这些发现IEEE电子器件快报。研究生周洪(音)做了大量的研究。

该团队还开发了一种新的低成本方法，使用胶带从单晶上剥离半导体层，这是一种比外延技术便宜得多的替代方法。使用外延生产的1cm x 1.5cm的β氧化镓的市场价格约为6000美元。叶说，相比之下，“透明胶带”方法的成本很低，它可以用于将β氧化镓材料的薄膜切割成带或“纳米膜”，然后转移到传统的硅盘并制造成设备。

这项技术被发现产生极其光滑的电影,有一个表面粗糙度为0.3纳米,这是另一个因素,预示着电子设备的使用,你们说,谁是隶属于海王星电力和能源研究中心,由美国海军研究办公室和普渡的发现基于公园。该中心支持相关研究。

叶教授说，普渡大学的研究小组获得的电流是其他研究小组的10到100倍。

这种材料的一个缺点是它的热性能很差。为了帮助解决这个问题，未来的研究可能包括将这种材料附着在金刚石或氮化铝的衬底上。