使用新的制造技术,年来开发了一种金刚石场效应晶体管(FET)空穴迁移率高,可以减少传导损耗和更高的运行速度。这个新的场效应晶体管也展品关行为(即。,电流流经晶体管停止没有门电压时,这一特征使得电子设备安全)。这些结果可能促进发展的低损耗功率转换和高速通信设备。
金刚石具有良好的宽禁带半导体属性:它的能带隙大于碳化硅和氮化镓,已经在实际使用。钻石因此可能被用来制造电力电子和通信设备能够更多的能源效率更高的速度,电压和温度。许多研发项目之前进行,目的是创建使用hydrogen-terminated钻石(即场效应晶体管。,钻石表面的碳原子与氢原子共价成键)。然而,这些努力未能充分利用钻石的优秀的宽禁带半导体性质:空穴迁移率(衡量洞可以移动速度)这些diamond-integrated晶体管只有1 - 10%的钻石在集成之前。
年来的研究团队成功开发一个高性能的场效应晶体管使用六角氮化硼(h-BN)作为门绝缘子代替传统使用的氧化物(如铝),并采用新的制造技术能够防止hydrogen-terminated钻石的表面暴露在空气中。在高孔密度,这个场效应晶体管的空穴迁移率传统的五倍与氧化物场效应晶体管门绝缘体。场效应晶体管具有较高的空穴迁移率可以降低电阻,从而减少传导损失,可以用来开发更高的速度和更小的电子设备。
该小组还演示了关场效应晶体管的操作,电力电子应用程序的一个重要特征。启用了新的制造技术去除表面的电子受体hydrogen-terminated钻石。这是团队成功的关键在发展高性能的场效应晶体管,尽管这些受体通常被认为是必要的在诱导电导率hydrogen-terminated钻石。
这些结果是新发展的里程碑高效钻石晶体管高性能电力电子和通讯设备。团队希望进一步改善金刚石场效应晶体管的物理性质,使其更适合实际应用。
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