La plupart des technologies sur lesquelles nous nous appuyons, des smartphones aux appareils portables et plus encore, utiliser des communications sans fil rapides. Que pourrions-nous accomplir si ces appareils transmettaient des informations encore plus rapidement ?

C'est ce que Yuping Zeng, professeur assistant en génie électrique et informatique à l'Université du Delaware, vise à découvrir. Elle et une équipe de chercheurs ont récemment créé un transistor à haute mobilité électronique, un appareil qui amplifie et contrôle le courant électrique, en utilisant du nitrure de gallium (GaN) avec du nitrure d'aluminium et d'indium comme barrière sur un substrat de silicium. Ils ont décrit leurs résultats dans le journal Physique Appliquée Express .

Parmi les appareils de ce type, Le transistor de Zeng a des propriétés record, y compris le courant de fuite de grille faible record (une mesure de la perte de courant), un rapport courant marche/arrêt record (l'amplitude de la différence de courant transmis entre l'état marche et l'état arrêt) et une fréquence de coupure de gain de courant record (une indication de la quantité de données pouvant être transmises avec une large gamme de fréquences) .

Ce transistor pourrait être utile pour les systèmes de communication sans fil à bande passante plus élevée. Pour un courant donné, il peut supporter plus de tension et nécessiterait moins d'autonomie que les autres appareils de ce type.

"Nous fabriquons ce transistor à grande vitesse parce que nous voulons étendre la bande passante des communications sans fil, et cela nous donnera plus d'informations pour un certain temps limité, " a déclaré Zeng. " Il peut également être utilisé pour des applications spatiales car le transistor au nitrure de gallium que nous avons utilisé est résistant aux radiations, et c'est également un matériau à large bande interdite, donc il peut tolérer beaucoup de puissance."

Ce transistor représente une innovation à la fois dans la conception des matériaux et dans la conception des applications de dispositifs. Les transistors sont réalisés sur un substrat de silicium à faible coût, "et ce procédé peut également être compatible avec la technologie silicium complémentaire métal-oxyde-semiconducteur (CMOS), qui est la technologie conventionnelle utilisée pour les semi-conducteurs, " dit Zeng.

Le transistor décrit dans le récent article n'était que le premier d'une longue série à venir.

"Nous essayons de continuer à battre notre propre record, à la fois pour l'application à faible puissance ainsi que pour l'application à grande vitesse, ", a déclaré Zeng. L'équipe prévoit également d'utiliser ses transistors pour fabriquer des amplificateurs de puissance qui pourraient être particulièrement utiles pour les communications sans fil ainsi que pour d'autres objets connectés.

Le groupe de Zeng travaille également sur des transistors en oxyde de titane qui sont transparents et pourraient être utilisés pour les affichages de fond de panier, concurrencer la technologie des transistors à l'oxyde d'indium-gallium-zinc (InGaZnO) actuellement utilisés dans le commerce.

Dennis Prather, Ingénieur diplômé Professeur de génie électrique et informatique, était co-auteur de l'article Applied Physics Express.

"Avec l'ère de la 5G à nos portes, c'est très excitant de voir les transistors record du professeur Zeng comme une contribution majeure dans ce domaine, " a-t-il dit. " Ses recherches sont de renommée mondiale et le Département d'EPE est très chanceux de l'avoir dans son corps professoral. À cette fin, La 5G inaugure une vague de nouvelles technologies dans presque tous les aspects des communications mobiles et des réseaux sans fil, avoir le département ECE d'UD à la pointe de la technologie, avec les recherches exceptionnelles du professeur Zeng, est vraiment une chose merveilleuse."