Kisel har varit det dominerande materialet som används i transistorer i decennier, men dess prestanda börjar nå sina gränser. Som ett resultat letar forskare efter nya material som kan användas för att göra snabbare och effektivare transistorer.
En lovande kandidat är ett material som kallas galliumnitrid (GaN). GaN-transistorer har flera fördelar jämfört med kiseltransistorer, inklusive högre elektronmobilitet, lägre strömförbrukning och ett större bandgap. Detta gör dem idealiska för användning i applikationer med hög effekt och hög frekvens, såsom radar, satellitkommunikation och 5G-nätverk.
I en nyligen genomförd studie visade forskare vid University of California, Berkeley, en GaN-transistor som kan arbeta med en rekordfrekvens på 1,2 terahertz (THz). Detta är mer än dubbelt så hög frekvens som de snabbaste kiseltransistorerna.
Forskarna tror att deras GaN-transistor kan bana väg för en ny generation av höghastighets elektroniska enheter. Dessa enheter kan användas i en mängd olika tillämpningar, inklusive medicinsk bildbehandling, spektroskopi och trådlös kommunikation.
Utvecklingen av GaN-transistorer är fortfarande i ett tidigt skede, men potentialen för denna teknik är enorm. Om GaN-transistorer kan masstillverkas kan de revolutionera elektronikindustrin.
* Högre elektronrörlighet: GaN har en högre elektronrörlighet än kisel, vilket gör att elektroner kan röra sig mer fritt genom materialet. Detta gör att GaN-transistorer kan arbeta med högre hastigheter än kiseltransistorer.
* Lägre strömförbrukning: GaN-transistorer förbrukar mindre ström än kiseltransistorer, vilket gör dem mer effektiva. Detta är viktigt för enheter som är batteridrivna, som smartphones och bärbara datorer.
* Bredare bandgap: GaN har ett bredare bandgap än kisel vilket gör att det tål högre spänningar utan att gå sönder. Detta gör GaN-transistorer idealiska för användning i högeffektapplikationer, såsom radar och satellitkommunikation.
* Applikationer med hög effekt och hög frekvens: GaN-transistorer är idealiska för användning i applikationer med hög effekt och hög frekvens, såsom radar, satellitkommunikation och 5G-nätverk.
* Strömelektronik: GaN-transistorer kan användas i kraftelektroniktillämpningar, som växelriktare för solenergi och laddare för elfordon.
* Medicinsk bildbehandling: GaN-transistorer kan användas i medicinska bildbehandlingstillämpningar, såsom datortomografi (CT) skannrar och magnetisk resonanstomografi (MRI) skannrar.
* Spektroskopi: GaN-transistorer kan användas i spektroskopitillämpningar, såsom kärnmagnetisk resonans (NMR) spektroskopi och elektronspinresonans (ESR) spektroskopi.
* Trådlös kommunikation: GaN-transistorer kan användas i trådlösa kommunikationsapplikationer, såsom basstationer och mobiltelefoner.
Utvecklingen av GaN-transistorer är fortfarande i ett tidigt skede, men potentialen för denna teknik är enorm. Om GaN-transistorer kan masstillverkas kan de revolutionera elektronikindustrin.
