محققان در EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lozanne) در سوئیس یک ترانزیستور جدید نیترید گالیم (GaN) با ولتاژ شکست نزدیک به 4000 ولت - بیش از پنج برابر دستگاههای برق تجاری GaN فعلی که معمولاً در ۰–۶۵۶ ولت کار میکنند، ساختهاند. دستگاه همچنین مقاومت پایینی- دارد. این یافته ها در آخرین شماره منتشر شده استالکترونیک طبیعت.
برای غلبه بر محدودیت ولتاژ{0}بالا، تیم یک ترانزیستور GaN جدید به نام "ابر پیوند قطبش ذاتی" ایجاد کرد. این دستگاه از چندین لایه از مواد GaN بر روی یک بستر سیلیکونی ارزان- ساخته شده است. با استفاده از خواص پلاریزاسیون ذاتی GaN، لایه ای از بار مثبت به طور طبیعی در کنار لایه الکترونی تشکیل می شود. با تنظیم ضخامت لایه های مواد، محققان به تعادل بین بارهای مثبت و منفی دست یافتند. در نتیجه، هنگامی که ترانزیستور خاموش می شود، ولتاژ به جای تمرکز در یک نقطه واحد به طور یکنواخت در سراسر دستگاه توزیع می شود - و به طور قابل توجهی خطر خرابی ناشی از میدان های الکتریکی بالا محلی را کاهش می دهد.
آزمایشها نشان میدهد که ترانزیستور جدید میتواند نزدیک به 4000 ولت را تحمل کند و در عین حال مقاومت پایینی را حفظ کند، که به کاهش اتلاف انرژی و تولید گرما در طول تبدیل توان کمک میکند. علاوه بر این، دستگاه برای کنترل شارژ نیازی به دوپینگ شیمیایی سنتی ندارد، طرحی که انتظار میرود پایداری را در شرایط-درجه حرارت بالا و{5}}الکتریکی- بالا بهبود بخشد.
انتظار میرود این پیشرفت، کاربردهای قابلتوجهی در{0}الکترونیک قدرت ولتاژ بالا، از جمله مراکز داده هوش مصنوعی، سیستمهای انرژی تجدیدپذیر، و وسایل نقلیه الکتریکی داشته باشد.