Получен полупроводниковый материал с улучшенными характеристиками

Ученые НИТУ «МИСиС», ФТИ имени А. Ф. Иоффе и компании «Совершенные кристаллы» продемонстрировали возможность изготовления нового материала и эффективного управления его свойствами с помощью дешевой и экономичной технологии его выращивания. Материал является перспективной альтернативой кремнию в приборах силовой полупроводниковой электроники и позволяет работать с более высокими напряжениями, при более высоких температурах и с меньшими потерями мощности.

Получен полупроводниковый материал с улучшенными характеристиками / ©Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Статья о разработке опубликована в журнале APL Materials. В силовой полупроводниковой электронике, как и во многих других областях полупроводниковой электроники, возможности кремния, основного полупроводникового материала, оказались практически исчерпанными. Поэтому ученые ведут интенсивный поиск материалов с новыми свойствами, которые позволили бы обеспечить качественный рывок в достижимых величинах напряжений и токов и рабочих температурах при сохранении высокой эффективности работы.

Ключом здесь является переход к так называемым широкозонным материалам, в которых требуется сообщить электронам атомов очень большую энергию, чтобы они начали участвовать в переносе электрического тока. Чем больше ширина запрещенной зоны, тем более высокое напряжение можно приложить к контактам прибора, не вызывая электрического пробоя, и тем ближе можно расположить контакты, уменьшая сопротивление, а значит, электрические потери мощности, и тем при более высокой температуре устройство будет сохранять свою работоспособность.

Полупроводниковый материал на основе оксида галлия / ©Пресс-служба НИТУ «МИСиС»



Около двадцати последних лет прошли под знаком перехода в силовой электронике от кремния с шириной запрещенной зоны 1,2 эВ и электрическим полем пробоя 0,3 МВ/см к карбиду кремния SiC и нитриду галлия GaN c запрещенной зоной 3,3-3, 4 эВ и электрическим полем пробоя большим в десять раз, около 3 МВ/см. Но даже такое увеличение критического поля, вызывающего пробой, оказывается недостаточным для все возрастающих требований к силовым приборам в современном мире.

В настоящее время наибольшее внимание ученых привлекает оксид галлия, Ga2O3, существующий в нескольких кристаллических модификациях-политипах, среди которых важнейшим является стабильный политип Ga2O3 с шириной запрещенной зоны 4,8 эВ и полем пробоя 8 МВ/см.

Сравнение характеристик различных полупроводников для силовой электроники / ©Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Однако и другие, менее стабильные политипы, в частности, Ga2O3, также заслуживают внимания и изучения, потому что их запрещенная зона еще больше (5,2 эВ для Ga2O3), кристаллическая структура более симметрична, такие пленки можно растить на очень дешевых и высокосовершенных подложках сапфира с той же кристаллической структурой, что и Ga2O3, а наличие большого количества родственных окислов металлов с той же структурой и интересными свойствами позволяет создавать разнообразные полезные комбинации.

К сожалению, выращивание совершенных пленок Ga2O3 и нахождение подходящих легирующих примесей, которые позволили бы управлять проводимостью пленок в широком диапазоне, представляет трудную задачу. Ее решению посвящено совместное исследование группы ученых в ФТИ имени А. Ф. Иоффе и компании «Совершенные кристаллы» в Санкт-Петербурге и группы в НИТУ «МИСиС» в Москве.

Петербургская часть коллектива, руководимая профессором Владимиром Николаевым, сумела вырастить толстые пленки Ga2O3 с достаточно высоким структурным совершенством и ввести в них примесные атомы олова, поставляющие электроны и изменяющие проводимость пленок в очень широких пределах.

Рост проводился с помощью метода галоидной эпитаксии, ранее широко использовавшегося в данной лаборатории для получения и легирования совершенных кристаллов и пленок нитрида галлия и твердых растворов на его основе. Такие структуры широко используются для создания мощных светодиодов и лазеров, полупроводниковых выпрямителей, мощных транзисторов на основе InGaAlN. Легирование пленок Ga2O3 оловом в процессе выращивания осуществлялось с использованием паров летучих солей олова.

В московской группе исследователей под руководством заведующего лабораторией широкозонных материалов и приборов, профессора Александра Полякова из приготовленных пленок были сделаны тестовые диодные структуры и подробно изучены электронные свойства материала, а также электронная структура имеющихся в нем примесей и дефектов.



Свойства оказались похожими на свойства, изученные ранее для стабильного политипа Ga2O3. Полученные результаты вселяют оптимизм касательно перспектив использования Ga2O3 в силовых приборах, хотя еще потребуется провести очень серьезные дополнительные исследования, чтобы повысить стабильность материала и улучшить его характеристики и их воспроизводимость.  

Источник

3:56
Прикольное видео с животными, милота!!!
20:35
Приколы! подборка СМЕШНОГО видео котов! 20 мин Угара! подборка 2014 Funny Cats Compilation 20 min
59:43
Смешное видео про кошек, собак и других животных

Больше видео

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter


65d5c25b

Собаки 1474 Виктория Мокрицкая

Русский той. Храбрая бусинка

Многие из нас с детства мечтают иметь собаку, но не всегда наши желания совпадают с возможностями. Причины у всех разные: то квартира маленькая, то времени на уход и прогулки не хватает, а подчас и дома-то целыми днями не бываешь, приходишь только…

Собаки 1442 Надежда Скоромная

Теплый лучик солнца. Китайская хохлатая

Происхождение китайской хохлатой собачки окутано тайной. Существует множество мифов и легенд о ее возникновении. Одна их них повествует о том, что найдя в лесу замерзающего младенца небольшая пушистая собачка скинула на него всю свою шерстку, тем самым спасла…

Собаки 2928 Оксана Лукьяненко

Шарпей. Счастье в складочках

Действительно, Шарпей – это порода, начало которой погребено глубоко в песках времени. Прародители этих собак жили при Ханьской Династии, относящейся к периоду 200 гг. н. э., о чем свидетельствуют древние статуэтки, найденные во время археологических…

Собаки 3906 Татьяна Черникова

Толлер: охотник, спортсмен и настоящий друг

Новошотландский ретривер был выведен для охоты на уток в Канаде в провинции Новая Шотландия. Полное название этой породы – Nova Scotia Duck Tolling Retriever (новошотландский ретривер приманивающий уток). Коротко же ее называют просто – toller (толлер).…

Кошки 5491 Елена Шереметьева

Африканский сервал. Кошка одного хозяина

По определению сервал не домашняя кошка, а представитель семейства кошачьих, как рысь, к примеру. Кстати, ближайшим родственником сервала, является каракал – степная рысь. Некоторые подвиды сервалов находятся на грани исчезновения – их убивают из-за красивой…

Кошки 2851 Виктория Тамаш

Американские короткошерстные кошки

Американская короткошерстная кошка считается национальной породой Соединенных Штатов Америки. Предки именно этой породы несколько столетий назад участвовали с европейцами в колонизации Нового Света. Эту кошку можно было найти на фермах, ранчо, около сараев…

Кошки 3363 Елена Шереметьева

"Саванна" из африканской саванны

История саванны началась около 30-и лет назад, когда неожиданно для хозяев обычная сиамская кошка родила потомство от самца сервала.Сервал – африканская дикая кошка пятнистого окраса. Животное это легко приручается, о чем людям было известно еще со времен…

Кошки 2325 Елена Сорокина

Гималайская кошка. Сокровище из сказки

Первые длинношерстные кошки были завезены в Европу итальянским путешественником Пьетро Делла Валле в начале ХVI века из Персии. Их тип очень отличался от современных персов и напоминал скорее нынешних представителей ангорской породы. В разных странах кошек с…

Аквариум 4887 Лариса Семикова

Красный попугай. Рыбка-революционер

Возможно, схожесть с птицей рыбке придавала изогнутая нижняя губа, напоминающая клюв. Необыкновенных красавцев презентовала тайваньская рыборазводная фирма.

Аквариум 3533 Лариса Семикова

Рыбка с нелегкой судьбой

Странно, уж сколько аквариумных рыбок я перевидала на своем веку, уж скольких с горечью похоронила. Казалось бы, закаленная, ничем не проймешь. А все равно, нет-нет, нежданная сентиментальность вдруг заполнит душу, как ряска весенний водоем. И вот уже,…

Аквариум 2969 Василий Усатенко

Подводный мир

Мои детские ладони, сложенные пригоршней, разжались, обнажив размякшие от тепла конфеты. Их было шесть: по одной конфете за каждый день разлуки с матерью. На глаза навернулись слезы оттого, что я понял: мама опять уехала и приедет только тогда, когда конфеты…

Аквариум 5200 РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА

АкваТерра-шоу–2016

В Киеве, в Выставочном центре «АККО Интернешнл», 3 и 4 сентября прошла Первая уникальная выставка «АкваТерра Шоу – 2016», посвященная современной аквариумистике и террариумистике. Организаторы: Общественный Союз «Объединение зообизнеса Украины» и…

Экзотеррариум 2207 Ольга Петраускас

Анжелика

В нашем саду висел старый умывальник. Рядом стоял небольшой стол, на который мы ставили грязную и чистую посуду. Каждый раз после мытья тарелок под умывальником собиралась небольшая лужица. Её очень любили мухи и частенько проводили там время. Может, они…

Экзотеррариум 103 Вадим Дудченко

Экзотический домашний питомец - мышь-малютка

Удивительно, но мышь-малютка является самым маленьким млекопитающим в мире. Особенности поведения делают ее одним из самых интересных мелких домашних питомцев.

Дикие животные 2297 Руслан Подгорный

Пенелопа, Агриппина и Гелиос из семейства кошачьих

Хотя неофициальный титул царя зверей принадлежит льву, но по силе, размерам и величию другой представитель семейства кошачьих – тигр, вовсе не уступает, а по ловкости и вовсе превосходит «царя». В Николаевском зоопарке сегодня живут три тигра: самец Гелиос и…

Экзотеррариум 4207 Руслан Подгорный

Рептилии Аскании-Нова

Несмотря на широкое распространение степной гадюки (Средняя и Восточная Европа, северо–западная часть Азии), ее ареал на юге Украины ограничен, в основном, целинными участками, поскольку пахотные земли малопригодны для обитания этих рептилий. Основное условие…

Ловчие 7010 Лилия Вишневская

История охоты с ловчими птицами на Руси

Страсть к охоте свойственна человеку с глубокой древности. И всегда рядом с человеком находились его верные помощники – собаки и ловчие птицы. Но соколиная охота – зрелище незабываемое! Грациозные птицы способны совершать без отдыха до 70 ставок, развивая при…

Птицы 2947 Елена Гоенко

Путешествуем вместе с птицей

Многие виды птиц находятся под угрозой исчезновения, причем одним из основных факторов, который угрожает их существованию, является международная торговля. Поэтому ввоз таких птиц на территорию Украины и вывоз их за ее пределы регулируется в соответствии с…

Птицы 3252 Елена Гоенко

Решив приобрести птицу, вы берете на себя ответственность

Почему люди решают завести именно птицу, а не собаку или кошку? Довольно часто мы слышим истории о том, как человек, придя в зоомагазин или на «птичий рынок», глаза в глаза сталкивается с этим удивительным творением природы или слышит в свой адрес «Привет» и…

Дикие птицы 4058 В. С. Гавриленко

Когти, острые когти и очень острые когти

Хищный, загнутый и заостренный книзу клюв приспособлен к раздиранию пойманной жертвы, а вот ловят они добычу и умерщвляют не чем иным, как когтями, приводимыми в действие мышцами мускулистых ног. Среди нашей орнитофауны особенно преуспели в выращивании когтей…

Статистика



Журналы

Top
Если нашли ошибку, выделяете её мышкой и нажимаете сочетание CTRL+ENTER