Sveitsiläisen EPFL:n tutkijat ovat kehittäneet uuden galliumnitriditransistorin, joka kestää jopa 3,5 kilovoltin jännitteen. Uusi rakenne vie GaN-tehoelektroniikkaa selvästi nykyisten kaupallisten 600–650 voltin komponenttien yläpuolelle.
EPFL:n POWERlab-tutkimusryhmän kehittämä rakenne perustuu niin sanottuun intrinsic polarization superjunction- eli iPSJ-tekniikkaan. Sen avulla tutkijat valmistivat piialustalle GaN-transistoreita, joiden läpilyöntijännitteeksi mitattiin 3,4–3,5 kilovolttia. Samalla tekniikalla valmistettu Schottky-diodi kesti yli 3,9 kilovolttia.
Nykyiset kaupalliset GaN-tehokomponentit toimivat tyypillisesti enintään noin 600–650 voltin jännitteillä. Korkeammilla jännitteillä ongelmaksi muodostuu sähkökentän keskittyminen transistorin tiettyihin kohtiin. Paikallinen kenttä voi kasvaa niin suureksi, että komponentti rikkoutuu ennen kuin GaN-materiaalin teoreettinen jännitekesto saavutetaan.
EPFL:n ratkaisussa hyödynnetään galliumnitridin luontaista polarisaatiota. Rakenteeseen muodostetaan kaksiulotteinen elektronikaasu ja sitä vastaava kaksiulotteinen aukkojen muodostama varauskerros. Kun positiiviset ja negatiiviset varaukset saadaan tasapainoon, sähkökenttä jakautuu tasaisemmin koko transistorin drift-alueelle eikä kasaudu yhteen kohtaan.
Ratkaisun erikoisuus on myös se, ettei varauksentasapainoa tarvitse toteuttaa tarkoituksellisella kemiallisella seostuksella. Tutkijoiden mukaan tämä tekee rakenteesta vähemmän lämpötilariippuvaisen. Testeissä komponenttien korkea jännitekesto säilyi myös lämpötilan noustessa.
Transistorit valmistettiin GaN-on-silicon-tekniikalla eli galliumnitridikerrokset kasvatettiin edulliselle piialustalle. Tutkimuksessa normaalisti johtavan D-mode-transistorin läpilyöntijännite oli 3,5 kV ja normaalisti estävän E-mode-version 3,4 kV. Niiden ominaisjohtoresistanssit olivat vastaavasti 6,3 ja 11,1 milliohmia neliösenttimetriä kohti.
Kehityksellä voi olla merkitystä erityisesti datakeskusten, sähköautojen, aurinkosähköjärjestelmien ja teollisuuden suurjännitteisessä tehonmuunnoksessa. Näillä jännitetasoilla GaN alkaa ulottua sovelluksiin, joissa tehopuolijohteissa on tähän asti turvauduttu esimerkiksi piikarbidiin.
Tutkimus julkaistiin Nature Electronics -lehdessä 28. elokuuta.
Norjalainen Sensibel on esitellyt optiseen MEMS-tekniikkaan perustuvan SBM140B-mikrofonin, jonka dynamiikka yltää 136 desibeliin. Valmistajan mukaan vastaavaan suorituskykyyn ei päästä perinteisillä kapasitiivisilla MEMS-mikrofoneilla.
Suojattu flash-muisti tarjoaa verkkoon liitetyille laitteille ja järjestelmille laitteistopohjaisen suojauskerroksen ja täyttää NIST SP800-193 -ohjeistuksen mukaiset häiriönsietovaatimukset. Muistipiireihin erikoistuneen Winbondin kehittämä suojattu flash-piiri on myös suoraan korvaava ja täysin yhteensopiva tavanomaisten NOR-flash-piirien kanssa.