Kansainvälinen tutkijaryhmä on luonut timanttimosfetin konseptin, jossa käytetään syvää tyhjennysaluetta tehostamaan positiivisten kantajien liikkuvuutta. Tehokkaampia tehokomponentteja etsitään nyt lavean kaistaneron (wide band gap) puolijohteista. Koska ne ovat huomattavasti energiatehokkaampia, ne ovat nousseet johtaviksi kilpailijoiksi kehitettäessä kenttävaikutustransistoria (FET) seuraavan sukupolven tehoelektroniikalle.
Timantti tunnetaan ideaalisimmaksi materiaaliksi leveän kaistaeron kehityksessä sen ylivoimaisten fyysisten ominaisuuksien ansiosta, jotka mahdollistavat rakenteiden toimivan paljon korkeammissa lämpötiloissa, jännitteissä ja taajuuksilla sekä pienemmillä puolijohdehäviöillä.
Keskeinen haaste on kuitenkin toteuttaa timantin täysi potentiaali metallioksidipuolijohteiden kenttävaikutustransistoreissa (MOSFET) eli lisätä positiivisten kantajien liikkuvuutta kanavassa.
Ranskalaisista, japanilaisista ja Cambridgen yliopiston tutkijoista koostunut ryhmä otti käyttöön uuden lähestymistavan ongelman ratkaisemiseksi käyttämällä booriseostetun timanttimosfetin syvää tyhjennysaluetta.
Uusi konseptisuunnitelma mahdollistaa yksinkertaisten timanttimosfettien rakenteiden tuottamisen yksittäisistä booriseostettujen epitaksikerrosten pinoista. Uusi menetelmä lisää aukkojen liikkuvuutta suuruusluokan verran.
Transistorin on-tila varmistetaan peruskanavan johtumisella booripitoisen timanttiepikerroksen läpi. Off-tila syntyy paksun eristyskerroksen ansiosta, jonka indusoi syvä tyhjennysalue, joka on vakaa vain laajan kaistaeron puolijohteille.
Tutkijat pystyivät osoittamaan, että timantin erityiset ominaisuudet, erityisesti suuri kaistaero ja inversiokerroksen vaimennettu muodostuminen mahdollistaa toiminnan syvässä tyhjennysalueessa.
Kokeiltu konsepti avaa oven vertikaaliselle D2MOSFET -toimivalle konseptille kuten p-kanavaiselle liitosfetille (JFET) ilman n-tyypin kerroksen tarvetta.
Tutkijat aikovat tuottaa näitä rakenteita DiamFab-nimisessä startupissaan.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 1.11.2017
ETN:n digitaalinen aikakauslehti ETNdigi 1/2026 on julkaistu. Uusi numero kokoaa yhteen elektroniikka-alan keskeisiä teknologiateemoja kvanttilaskennasta ja tekoälystä energiatehokkaaseen tehoelektroniikkaan, IoT-järjestelmiin ja ajoneuvojen latausinfrastruktuuriin.
Nokian toimitusjohtaja Justin Hotard arvioi yhtiön Yhdysvaltain arvopaperimarkkinavalvoja SEC:lle toimittamassa Form 20-F 2025 -vuosiraportissa, että mobiiliverkkomarkkina ei ole lähivuosina varsinainen kasvuala. Hänen mukaansa markkinan odotetaan pysyvän lähinnä vakaana samalla kun Nokia keskittyy parantamaan liiketoiminnan kannattavuutta.
Lääkintälaitteiden internet (IoMT) yhdistää diagnostiikan, puettavat anturit ja sairaalalaitteet pilvipohjaisiin järjestelmiin. Etävalvonta, reaaliaikainen data ja koneoppiminen lupaavat parempaa hoidon laatua ja kustannussäästöjä, mutta samalla ratkaistavaksi jäävät yhteentoimivuus, sääntely ja tietoturva.