Сегодня 13 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 🔥
Еврокомиссия получит больше возможностей наказывать бигтехов за манипулирование пользователями 12 ч.
Meta напугала инвесторов избытком ИИ-мощностей, но в отрасли заявили об обратном 14 ч.
Глава OpenAI Сэм Альтман в очередной раз упрекнул Илона Маска в предвзятом отношении к своим успехам 21 ч.
Новая статья: Crushed in Time — растягивание удовольствия. Рецензия 12-07 00:07
У ИИ-модели OpenAI GPT-5.6 Sol нашли такие же уязвимости, как у Fable 5 11-07 18:16
После реорганизации из OpenAI ушёл глава отдела систем безопасности 11-07 15:36
Исследование: четверть постов в соцсетях длиной более 250 слов полностью сгенерированы ИИ 11-07 14:57
Microsoft пришлось объяснять, что уволенных из Xbox сотрудников не заменят гастарбайтерами 11-07 14:51
ИИ-подразделение Ant Group выпустило ИИ-модель для генерации интерактивных миров в реальном времени 11-07 14:43
Google опубликовала Magic Pointer — неанонсированное ИИ-приложение для будущих Googlebook 11-07 14:13
Новая статья: Обзор и тестирование неттопа MSI PRO DP10 A14MG: маленький, но очень производительный 4 ч.
Обновлённый стилус Apple Pencil получит заменяемую батарею и выйдет в 2027 году 6 ч.
Aruba IT купила ещё три ГЭС для питания своих ЦОД в Италии 13 ч.
Meta построит в Альберте свой первый канадский ЦОД и газовую электростанцию 13 ч.
Грядущий смартфон Hisense A10 с E Ink-экраном получит дополнительный ЖК-экран на магнитах 16 ч.
Власти США сняли ограничения с поставок ИИ-чипов в ОАЭ за заслуги последних перед американским отечеством 20 ч.
Основатель Nvidia Дженсен Хуанг примет участие в праздновании 30-летия Sega в Японии 20 ч.
Google научила квантовый процессор подстраивать себя во время работы — это путь к более сложным вычислениям 11-07 15:33
Siemens и FuelCell Energy совместно запитают ЦОД от топливных ячеек 11-07 14:57
SK hynix привлекла $26,5 млрд в ходе рекордного IPO в США 11-07 13:49