Сегодня 09 мая 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 🔥
Новая статья: Saros — исправление ошибок, которых не было. Рецензия 9 ч.
«Мощный инструмент, но не замена художников и творцов»: руководство Sony прояснило использование генеративного ИИ в играх PlayStation 10 ч.
Роскомнадзор заявил, что не ограничивал доступ к GitHub 13 ч.
Шпионский боевик 007 First Light от создателей Hitman получил системные требования для игры в 4K, а трассировку пути придётся подождать 13 ч.
ИИ теперь пишет 60 % нового кода Airbnb — и сам решает 40 % запросов в техподдержку 15 ч.
Google начала тестировать ИИ-агента Remy — конкурента OpenClaw 15 ч.
Россияне массово жалуются на блокировки аккаунтов в Anthropic Claude — потеряны проекты и переписки с ИИ 15 ч.
Амбициозный хоррор Paranormal Activity: Threshold от создателя The Mortuary Assistant отменён из-за конфликта с Paramount Pictures 15 ч.
Архивировать интернет становится всё сложнее: Wayback Machine и Wikimedia страдают от дефицита HDD 16 ч.
«Золотой глобус» не будет дисквалифицировать номинантов из-за ИИ, но излишеств не допустит 17 ч.
TSMC отправит устаревшее оборудование для выпуска 28-нм чипов с Тайваня в Германию 28 мин.
В прошлом квартале AMD впервые выручила в сегменте ЦОД больше Intel 2 ч.
Грузовики Tesla Semi получили батареи меньшей ёмкости, чем планировалось, но на запасе хода это не сказалось 2 ч.
Акции Intel подскочили в цене на 14 % после появления информации о сделке с Apple 4 ч.
Intel снова будет производить чипы для Apple, но не как раньше — WSJ узнала о предварительном соглашении 10 ч.
Logitech нарастит инвестиции в игровые продукты, ИИ и корпоративный сегмент 11 ч.
Пентагон рассекретил первую партию файлов об НЛО — впечатлить скептиков не удалось 13 ч.
У заднеприводных Cybertruck могут отвалиться колёса — Tesla отзывает все 173 проданных электромобиля 14 ч.
iFixit объявила «короля ремонтопригодности» среди наушников — у AirPods Max 2 всего 4 балла из 10 15 ч.
Asus выпустила 12,3" портативный сенсорный монитор ROG Strix XG129C и 34" геймерский ROG Strix OLED XG34WCDMS 15 ч.