Ученые создали сверхпрочные диоды на основе алмаза и оксида галлия

Группа китайских учёных создала высокоэффективные диоды, основанные на сверхширокозонных полупроводниках, способные работать при напряжениях более 3 кВ. Данное открытие расширяет горизонты для разработки мощной электроники.

Сверхширокозонные материалы, такие как алмаз и оксид галлия, благодаря своим уникальным характеристикам — широкой запрещённой зоне, высокому пробивному напряжению, радиационной устойчивости и высокой подвижности зарядов — идеально подходят для устройств высокой мощности. Однако изготовление биполярных компонентов на их основе оставалось сложной задачей.

Для решения этой проблемы исследователи применили инновационный метод гетероперехода, соединив pn-тип алмаза с n-типом оксида галлия для формирования мощных pn-диодов. Они вырастили n-тип оксида галлия на алмазной подложке p-типа, используя технологию управления кристаллизацией и координации доменов. Это позволило создать атомарно чёткий интерфейс без диффузионных дефектов.

Полученные диоды демонстрируют выдающиеся параметры: коэффициент включения/выключения превышает 10^8, а максимальное напряжение достигает 3 кВ без дополнительной обработки. Кроме того, эти устройства обладают высокой теплопроводностью на границе, что способствует эффективному отводу тепла.

Данное достижение открывает перспективы для создания мощной электроники, применимой в энергетике, транспорте и других областях. Учёные уверены, что их разработка послужит стимулом для развития новых технологий и решения сложных задач в энергетических и электронных системах.