Un equipo de investigadores de China ha desarrollado diodos de alto rendimiento basados en semiconductores de banda prohibida ultra ancha que pueden soportar voltajes superiores a 3 kV.
Este logro abre nuevas posibilidades para la creación de productos electrónicos de alta potencia.
Los semiconductores de banda prohibida ultraancha, como el diamante y el óxido de galio, tienen propiedades únicas que los hacen ideales para aplicaciones de alta potencia. Tienen una banda prohibida amplia, un alto campo de ruptura, resistencia a la radiación y alta movilidad de los portadores de carga. Sin embargo, crear dispositivos bipolares basados en estos materiales supone un desafío.
Para superar esta barrera, los investigadores propusieron un nuevo enfoque: el método de la heterounión. Este método implica combinar diamante tipo p con óxido de galio tipo n para crear diodos pn de alta potencia.
Los científicos cultivaron óxido de galio heteroepitaxial de tipo n sobre un sustrato de diamante de tipo P utilizando una técnica especial de coordinación de dominio y restricción de ruta de cristalización.
Esto hizo posible crear una interfaz de heterounión entre el óxido de galio y el diamante que es atómicamente nítida y no tiene difusión observable de elementos de la interfaz.
El resultado fue la creación de diodos con características excepcionales. Tienen una relación encendido/apagado superior a 108 y pueden soportar tensiones superiores a 3 kV, incluso sin un tratamiento especial de los bordes.
Además, los investigadores descubrieron que estos diodos tienen una alta conductividad de interfaz térmica, que alcanza 64 MW/m 2 K a 500 K.
Esto significa que pueden disipar el calor de manera eficiente, lo cual es un factor importante para aplicaciones de alta potencia.
Este logro abre nuevas oportunidades para la creación de productos electrónicos de alta potencia que pueden utilizarse en diversos campos, desde la energía hasta el transporte.
Los científicos esperan que su trabajo contribuya al desarrollo de nuevas tecnologías y a la solución de problemas complejos en el campo de la energía y la electrónica.