Transistores basados en diamante: ¡un gran avance!

Recientemente, David Moran, profesor de la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow, dirigió un equipo de investigación en colaboración con el Instituto Real de Tecnología de Melbourne en Australia y la Universidad de Princeton en los Estados Unidos para completar un estudio. Los resultados de su investigación, 'Extreme Enhancement-Mode Operation Accumulation Channel Hydrogen-Terminated Diamond FETs with Vth <−6V and High on-Current', se publicaron en la revista Advanced Electronic Materials.

El logro utiliza el diamante como base para transistores que están apagados por defecto. Este avance es crucial para garantizar la seguridad de los dispositivos que transportan grandes cantidades de corriente cuando están encendidos y puede ayudar a crear una nueva generación de transistores de diamante para la electrónica de alta potencia.

El diamante tiene una banda prohibida inherentemente amplia que le permite manejar voltajes mucho más altos que el silicio antes de una ruptura eléctrica, lo que lo hace particularmente atractivo para aplicaciones electrónicas de alta potencia, como redes eléctricas o vehículos eléctricos.

'El desafío en la electrónica de potencia es que un interruptor debe estar diseñado para permanecer firmemente cerrado cuando no se utiliza para garantizar que cumple con los estándares de seguridad, pero también debe entregar una potencia muy alta cuando se enciende', dijo Moran. 'Los transistores de diamante de última generación anteriores generalmente eran buenos en una cosa a expensas de la otra: los interruptores eran buenos para permanecer cerrados pero no tan buenos para entregar corriente a demanda, o viceversa. Lo que hemos podido hacer es diseñar un transistor de diamante que se destaca en ambas, lo que es un avance significativo'.

El equipo del Watt Nano Center de la Universidad de Glasgow utilizó la química de superficies para mejorar el rendimiento del diamante, recubriéndolo con hidrógeno y luego con óxido de aluminio. El nuevo transistor de diamante requiere 6 voltios para encenderse, tiene una corriente alta y duplica la eficiencia. Cuando está apagado, la resistencia es extremadamente alta, el ruido está por debajo del fondo y casi no hay fugas de corriente, lo cual es crucial para aplicaciones de alta potencia.

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