Сегодня 09 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В США разработали транзисторы для Венеры — они переживут нагрев даже до 800 °C

Обычные полупроводники едва выдерживают нагрев до полутора сотен градусов, тогда как для целого спектра технологических процессов необходимы датчики, устойчивые к более высоким температурам. Такие датчики и контроллеры нужны для реактивных двигателей и радаров воздушных судов, движущихся со скоростями, кратно превышающими скорость звука. Всё это породило другие материалы, среди которых выделяется нитрид галлия.

 Источник изображения: Pennsylvania State University

Источник изображения: Pennsylvania State University

Чуть раньше исследователи предложили жароустойчивые транзисторы на карбиде кремния. Эксперименты показали, что такие транзисторы могут сохранять работу до температуры нагрева 600 °C. Новая работа, проделанная учёными из Университета штата Пенсильвания (Pennsylvania State University), опирается на другой материал — на нитрид галлия, который способен выдержать ещё больший нагрев — до 800 °C, когда начинает течь обычная поваренная соль.

Подобное свойство открывает новые сферы применения электроники, о которых сегодня люди могут даже не догадываться. В более прозаических, но важных областях чипы из нитрида галлия могут использоваться для мониторинга состояния газовых турбин и энергоёмких производственных процессов на химических и нефтеперерабатывающих заводах. Наконец, особое значение имеет космическое применение высокотемпературной электроники: например, температура на поверхности Венеры достигает 470 °C. Для бортовой электроники венерианского зонда требуются совершенно иные транзисторы, чем те, что производятся из обычных полупроводников.

Способность карбида кремния и нитрида галлия работать в таких экстремальных условиях обусловлена их широкой запрещённой зоной — энергетическим зазором между валентными зонами материалов, который, в частности, определяет их способность проводить ток. Обычный транзистор не сможет перейти в закрытое состояние при значительном нагреве: электронам требуется относительно мало энергии, чтобы преодолеть узкую запрещённую зону. Карбиду кремния и нитриду галлия, напротив, для возбуждения электронов в зону проводимости требуется значительно больше энергии, поэтому транзисторы из этих материалов не включаются самопроизвольно при высоких температурах. В них отсутствует тепловой пробой.

Учёные из Университета штата Пенсильвания создали экспериментальный нитрид-галлиевый транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT). Его структура включает плёнку из нитрида алюминия и галлия, расположенную поверх слоя нитрида галлия. Эта конфигурация направляет электроны к границе раздела двух материалов, где образуется двумерный электронный газ (2DEG) — отличительная особенность транзисторов HEMT. Этот газ обладает высокой подвижностью электронов и низким сопротивлением, что, помимо прочего, позволяет значительно быстрее переключаться между состояниями «открыт»/«закрыт». В этом отношении нитрид галлия превосходит карбид кремния, у которого с образованием облака 2DEG дела обстоят не так хорошо.

Экспериментальный транзистор HEMT из нитрида галлия при температуре 800 °C оставался работоспособным в течение часа. За это время он продемонстрировал хорошие рабочие характеристики, включая малые токи утечки (этот момент пришлось прорабатывать отдельно, чтобы надёжно изолировать рабочие слои от облака подвижных электронов).

Что касается планов на будущее, то следующие шаги будут направлены на масштабирование устройства с целью повышения его производительности. Чип может быть готов к коммерциализации уже в ближайшее время, поскольку на рынке крайне мало поставщиков подобных решений, а спрос на них уже сформировался. Это станет катализатором быстрого появления высокотемпературной электроники в промышленном сегменте.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Google и Microsoft ускорили работу буфера обмена в своих браузерах 11 мин.
Система модерации на основе ИИ сервиса Discord ошибочно заблокировала более 8000 безобидных аккаунтов 15 мин.
В «Google Фото» появился ИИ-видеоредактор Video Remix на базе Gemini Omni 5 ч.
«Яндекс» открыл всем водителям карту очередей на заправках в России 5 ч.
Google назвала дату окончательного отключения старых расширений Chrome — под удар попадут и блокировщики рекламы 5 ч.
Доля Windows среди настольных ОС впервые упала ниже 60 % — но статистика вызывает вопросы 6 ч.
OpenAI научила ChatGPT слушать, думать и говорить одновременно — представлены модели GPT-Live 6 ч.
Настольная Google Earth Pro скоро пополнит кладбище Google — но веб- и мобильная версии пока останутся 6 ч.
Obsidian отменила Avowed 2 ради новой Fallout под руководством режиссёра Fallout: New Vegas 6 ч.
SpaceXAI выпустила мощную ИИ-модель Grok 4.5 — она тратит токены вдвое экономнее конкурентов и заточена на программирование 6 ч.
SambaNova завершила первый этап раунда финансирования на $1 млрд с оценкой в $11 млрд 4 ч.
Новая статья: Обзор робота-газонокосилки Dreame Roboticmower A1 Pro 2000: когда на дачу приезжаешь только отдыхать 5 ч.
IBM представила компактные мейнфреймы z17 и LinuxONE 5 — всего от $165 тыс. 5 ч.
На Sony подали в суд за отказ от дисков для PlayStation — требуют $457 млн 6 ч.
Складной смартфон Samsung Galaxy Z Fold 8 Ultra показался на рендерах в преддверии анонса 6 ч.
Представлен стандарт VESA DisplayHDR True Black 1400 для флагманских OLED-дисплеев 8 ч.
ASRock призналась, что юбилейные продукты Taichi никогда не поступят в продажу 8 ч.
Thermaltake представила блок питания, при замене которого не придётся отключать кабели 8 ч.
Китайский зонд добрался до астероида для забора проб — он оказался гораздо меньше ожидаемого 11 ч.
Релиз Kaspersky NGFW 1.2: виртуальные контексты, маршрутизация на основе политик, защита от IP Spoofing и многое другое 12 ч.