Para peneliti mengembangkan dioda heterojungsi pn berkinerja tinggi

Tim peneliti telah mengembangkan berlian/ε-Ga berkinerja tinggi₂Oh₃ Dioda pn heterojungsi berdasarkan semikonduktor celah pita ultra lebar, mencapai tegangan tembus lebih besar dari 3 kV. Pekerjaan ini adalah diterbitkan di dalam huruf nano.

Penelitian tersebut dipimpin oleh Profesor Ye Jichun dari Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) dari Chinese Academy of Sciences (CAS), bersama dengan peneliti dari Zhengzhou University, Nanjing University, Institute of Harbin Technology dan Yongjiang Laboratory.

Semikonduktor celah pita ultra lebar, termasuk Ga₂Oh₃ dan berlian menunjukkan potensi luar biasa untuk aplikasi daya tinggi karena celah pitanya yang sangat lebar, medan kerusakan yang tinggi, ketahanan terhadap radiasi, dan mobilitas pembawa. Perangkat bipolar seperti dioda pn dan transistor sambungan bipolar memiliki potensi yang menjanjikan dalam industri elektronika daya tinggi karena kemampuannya menahan arus tegangan balik.

Namun, doping bipolar yang efektif dalam semikonduktor celah pita ultra lebar dibatasi oleh energi ionisasi dopan yang signifikan. Untuk mengatasi hambatan ini, para peneliti telah mengusulkan a heterounion strategi. Pendekatan ini mengintegrasikan berlian tipe-p dengan ε-Ga tipe-n₂Oh₃ untuk memproduksi dioda pn daya.

Heteroepitaksial tipe-n ε-Ga₂Oh₃ Film ini ditanam pada substrat berlian tipe-p kristal tunggal yang mengoordinasikan banyak domain dan membatasi jalur kristalisasi. Proses ini mengurangi ketidakseimbangan jaringan. Antarmuka heterojungsi antara ε-Ga₂Oh₃ dan berlian tajam secara atom tanpa difusi elemen antarmuka yang dapat diamati, memungkinkan rektifikasi yang sangat efisien dan arus bocor balik yang rendah pada dioda heterojungsi.

Dibandingkan dengan dioda berbasis berlian yang dilaporkan sebelumnya, berlian/ε-Ga yang dibuat₂Oh₃ heterounion dioda menunjukkan karakteristik perbaikan yang luar biasa, dengan rasio on-off lebih besar dari 10⁸. Ini mencapai tegangan tembus maksimum melebihi 3000 V, bahkan tanpa penghentian tepi.

Selain itu, konduktansi pembatas termal hingga 64 MW/m²·K dicapai pada 500 K, menunjukkan kemampuan manajemen termal berlian/ε-Ga.₂Oh₃ dioda heterojungsi.

Studi ini menyajikan metodologi inovatif untuk manufaktur ultrawide berkinerja tinggi. band terlarang Perangkat bipolar berbasis semikonduktor. Perangkat yang dihasilkan menunjukkan tegangan tembus yang luar biasa dan manajemen termal yang efisien, sehingga cocok untuk aplikasi daya sangat tinggi.