Des chercheurs ont démontré le potentiel de haute performance d'un transistor expérimental constitué d'un semi-conducteur appelé oxyde de gallium bêta, ce qui pourrait apporter de nouveaux commutateurs ultra-efficaces pour des applications telles que le réseau électrique, navires et avions militaires.

Le semi-conducteur est prometteur pour la prochaine génération « électronique de puissance, " ou des dispositifs nécessaires pour contrôler le flux d'énergie électrique dans les circuits. Une telle technologie pourrait aider à réduire la consommation mondiale d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre en remplaçant les commutateurs électroniques de puissance moins efficaces et encombrants actuellement utilisés.

Le transistor, dit transistor à effet de champ à oxyde de gallium sur isolant, ou GOOI, est particulièrement prometteur car il possède une "bande interdite ultra-large, " un trait nécessaire pour les commutateurs dans les applications haute tension.

Par rapport à d'autres semi-conducteurs considérés comme prometteurs pour les transistors, les appareils fabriqués à partir d'oxyde de gallium bêta ont une "tension de claquage plus élevée, " ou la tension à laquelle l'appareil tombe en panne, dit Peide Ye, Richard J. et Mary Jo Schwartz de l'Université Purdue, professeur de génie électrique et informatique.

Les résultats sont détaillés dans un document de recherche publié ce mois-ci dans Lettres de périphérique électronique IEEE . L'étudiant diplômé Hong Zhou a effectué une grande partie de la recherche.

L'équipe a également développé une nouvelle méthode peu coûteuse utilisant du ruban adhésif pour décoller les couches du semi-conducteur d'un monocristal, représentant une alternative beaucoup moins coûteuse à une technique de laboratoire appelée épitaxie. Le prix du marché pour un morceau d'oxyde de gallium bêta de 1 centimètre sur 1,5 centimètre produit par épitaxie est d'environ 6 $, 000. En comparaison, l'approche "Scotch-tape" coûte quelques centimes et elle peut être utilisée pour couper des films du matériau d'oxyde de gallium bêta en ceintures ou "nano-membranes, " qui peut ensuite être transféré sur un disque de silicium conventionnel et transformé en dispositifs, Vous avez dit.

La technique s'est avérée donner des films extrêmement lisses, ayant une rugosité de surface de 0,3 nanomètres, ce qui est un autre facteur de bon augure pour son utilisation dans les appareils électroniques, dit oui, qui est affilié au NEPTUNE Center for Power and Energy Research, financé par l'Office of Naval Research des États-Unis et basé au Purdue's Discovery Park. La recherche connexe a été soutenue par le centre.

L'équipe Purdue a atteint des courants électriques 10 à 100 fois supérieurs à ceux d'autres groupes de recherche travaillant avec le semi-conducteur, Vous avez dit.

Un inconvénient du matériau est qu'il possède de mauvaises propriétés thermiques. Pour aider à résoudre le problème, les recherches futures pourraient inclure des travaux pour attacher le matériau à un substrat de diamant ou de nitrure d'aluminium.