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研究人员创造了超越5G性能的电子二极管
发布时间:2020-05-28 08:36:21 阅读:116

来源:科技报告与资讯

    物理学家戴维•斯托姆(David Storm)和电气工程师泰勒•格劳登(Tyler Growden)都是美国海军研究实验室的工程师,他们开发了一种新的基于氮化镓的电子元件,称为共振隧穿二极管(RTD),其性能超过了5G的预期速度。

    Storm 和Growden的电子元件二极管研究发现已于2020年3月19日发表在学术期刊《Applied Physics Letters》上。Growden说:“我们的工作表明,氮化镓基RTD并不像其他人所说的那样慢,它们在频率和输出功率上与不同材料的RTD 基本相当。”

    二极管使电子的极快传输能够利用称为量子隧穿的现象。在这种隧穿中,电子通过移动穿过物理壁垒而产生电流,从而利用了它们既充当粒子又充当波的能力。

    Storm 和 Growden针对氮化镓基二极管的设计显示了创纪录的电流输出和开关速度,使需要毫米波区域和太赫兹频率的电磁学应用成为可能,这些应用可能包括通信、网络和传感等。

    该团队开发了一种可重复的工艺,将二极管的良率提高到大约90%。以前的典型良率范围约为20%。

    Storm说,要实现高效率的可操作隧穿设备非常困难,因为它们需要原子级的尖锐界面,并且对许多散射和泄漏源非常敏感。样品制备、均匀生长以及每个步骤的受控制造过程都是使二极管在芯片上获得满意结果的关键因素。

    Storm说:“直到现在,从制造的角度来看,氮化镓还很难使用。我们的高良率就像从原木上掉下来一样简单,这很大程度上归功于我们的设计。”

    Storm和Growden表示,他们致力于继续改进其RTD设计,以改善电流输出而又不损失功率潜力。他们与俄亥俄州立大学,怀特州立大学的同事以及行业合作伙伴一起进行了该项工作。

    论文标题为《Superior growth, yield, repeatability, and switching performance in GaN-based resonant tunneling diodes》。

 
 

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