Pii on pitkään ollut mikroelektroniikan ja puolijohdeteknologian globaali materiaali, mutta sillä on kuitenkin edelleen rajoituksia, erityisesti tehosovelluksissa. Nyt tutkijat ovat tuomassa käyttöön läpinäkyviä puolijohtavia oksideja. Yksi lupaavimmista on galliumoksidi.
- Yksi suurimmista puutteista mikroelektroniikan maailmassa on aina tehon hyvä käyttö. Suunnittelijat pyrkivät aina vähentämään ylimääräistä virrankulutusta ja tarpeetonta lämmöntuotantoa, sanoo Yhdysvaltain ilmavoimien tutkimuslaboratorion elektroniikan insinööri Gregg Jessen.
- Yleensä tämä tehdään skaalaamalla laitteita. Nykyisin käytössä olevat tekniikat ovat kuitenkin jo skaalattu lähes niiden käyttömahdollisuuksien rajoille, joita monissa sovelluksissa halutaan. Niitä rajoittaa erityisesti niiden kriittinen sähkökenttävahvuus.
Läpinäkyvät johtavat oksidit ovat merkittävin syntymässä oleva materiaali puolijohdetekniikassa. Ne tarjoavat epätodennäköisen johtavuuden ja läpinäkyvyyden yhdistelmän visuaaliselle spektrille. Yhdellä johtavista oksideista on ainutlaatuisia ominaisuuksia, joiden ansiosta se voi toimia hyvin tehokytkimenä: Ga2O3 tai galliumoksidi on materiaali, jolla on uskomattoman suuri kaistanleveys.
Tutkijakirjoittajat keskittyvät FETtiin eli kenttävaikutustransistoriin, joka voi suuresti hyötyä galliumoksidin vahvasta kriittisestä sähkökentän siedosta. Se voi mahdollistaa pienempien geometrioiden ja aggressiivisten dopingprofiilien FETtien suunnittelun.
Materiaalin joustavuus eri käyttötarkoituksiin johtuu sen laaja-alaisesta johtavuudesta - erittäin johtavasta ja hyvin eristävään - sekä korkeasta läpilyöntijännitteestä.
- Seuraava sovellus galliumoksidille on unipolaariset FET-tehokytkimet. Kriittinen kentänvoimakkuus on tässä tärkein metriikka, ja se tuottaa erinomaiset energiatiheysominaisuudet. Galliumoksidin kriittinen kentänvoimakkuus on yli 20-kertainen piihin verrattuna ja yli kaksi kertaa parempi kuin piikarbidilla ja galliumnitridillä, Jessen sanoo.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.2.2018
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
