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

20:35
Приколы! подборка СМЕШНОГО видео котов! 20 мин Угара! подборка 2014 Funny Cats Compilation 20 min
4:43
Смешные видео с животными под хорошую музыку
3:56
Прикольное видео с животными, милота!!!

Больше видео

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


65d5c25b

Собаки 3513 Татьяна ПАНГОР

Бультерьеры. Белые рыцари Старой Англии

Бультерьер – старая английская порода, которая в XIX веке, после многих лет экспериментирования, была выведена Джеймсом Хинксом. Он скрестил английского бульдога и белого английского  терьера.  Происхождение буля связано с собачьими боями –…

Собаки 1556 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 3402 Ольга Краснянская

Ризеншнауцер. 25 лет вместе

Среди множества четвероногих друзей и помощников человека есть порода собак, которой я отдаю предпочтение уже много лет – это ризеншнауцер. Уже точно не помню, при каких обстоятельствах я впервые увидела ризена, но с тех пор эта собака завладела моим сердцем…

Собаки 4445 Галина Середа

Той-фокстерьер. Маленькая собака – большой друг!

Впервые я увидела той-фокстерьера на форуме в Интернете, в теме, посвященной нестандартным породам, в 2012 году. Это была любовь с первого взгляда. Я начала активно искать в Сети информацию о заинтересовавшей меня породе и питомник, в котором можно было бы…

Кошки 2224 Светлана Худякова

Абиссинская кошка. Солнечный лучик в вашем доме

Эти кошки заставляют смотреть на них с уважением. И хотя абиссинцы являются состоявшимся личностями, они никоим образом не надменные любимцы. Предпочитают принадлежать одному хозяину, а за компанию и общение платят трогательной дружбой и любовью. Одна из…

Кошки 4819 Светлана Старушенко

Бенгальская кошка. Ручной леопард в доме

Меня всегда восхищала красота и грация диких животных. Однажды на страницах журнала «Кошки» я увидела фотографию потрясающе красивого животного, больше похожего на маленького леопарда. И не смогла остаться равнодушной! Как оказалось, это была бенгальская…

Кошки 2311 Елена Пережогина

Загадочное обаяние британских кошек

Эталоном красоты и грациозности во многих культурах мира всегда была кошка. Британские кошки, особенно окраса серебристая шиншилла, близки по эстетическому восприятию к классическим пропорциям своих диких сородичей. Считается, что кошки, похожие на британскую…

Кошки 1801 Вадим Дудченко

Как остановить выпадение шерсти у кошки и сохранить бытовую технику в рабочем состоянии

Если ваша кошка имеет блестящую и мягкую шерстку, то можно быть уверенным – ваш питомец проблем со здоровьем не имеет. Но каждый хозяин может столкнуться с данной проблемой, она повсеместно распространена. Факторы, по причине которых ваш питомец может…

Аквариум 1583 Вадим Дудченко

Какие бывают виды декораций для аквариумов

Если ваше любимое домашнее животное - это рыбки, то вы наверняка задавались вопросом обустройства их жилья. Красиво украшенный аквариум может стать отличным элементом декора в комнате и ее главным акцентом.

Аквариум 3658 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 4467 Лариса Семикова

Неповторимое очарование моллинезий

Так выглядит родина небольшой, хорошо известной аквариумистам рыбки – моллинезии (пецилии) велифера (Poecilia velifera). Эта рыбка – прародительница множества разновидностей аквариумных моллинезий. Близкие моллинезии велифера виды – Poecilia sphenops,…

Аквариум 3041 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…

Дикие животные 5469 Светлана Мауэр

Маскировка в дикой природе

Каждый человек наверняка хоть раз наблюдал, как домашняя кошка охотится на птиц. Вот она затаилась в траве. От неживого объекта ее отличает лишь возбужденно подергивающийся кончик хвоста. В таком положении кошка может находиться очень долго. Даже заметив ее,…

Экзотеррариум 3051 Руслан Подгорный

Земноводные биосферного заповедника Аскания-Нова

Как пресмыкающиеся, так и земноводные (амфибии) считаются древними обитателями нашей планеты. Существенное отличие пресмыкающихся от амфибий заключается в том, что первые могут не только обитать на суше, но и размножаться на ней. Амфибиям же для продолжения…

Дикие животные 8674 Руслан Подгорный

Суслик, сурок, полевка - уникальные обитатели степной зоны

Если говорить о суслике, то вспоминается известная истина о том, что в природе все взаимосвязано, и любое животное при его кажущейся, с точки зрения обывателя, «ненужности» и даже серьезном наносимом вреде оказывается необходимым, если посмотреть «с другой…

Дикие животные 28147 Светлана Мауэр

Страшный зверь ласка

Первое, что выделяет ласку среди других хищников, это ее размеры. Взрослый зверек в среднем весит 70-100 г, самочки меньше самцов примерно на 1/3. Правда, в зависимости от мест обитания, встречаются подвиды ласки, весящие целых 200 г. Но в наших краях такие…

Птицы 3040 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 3382 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 4288 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…

Дикие птицы 3098 В. С. Гавриленко

В теплые ли края летят перелетные птицы?

Так зачем же лететь в теплые края, когда корм под боком, а спрятаться от лисички, волка или другого хищника можно и на воде? Страшноват двуногий волк – человек с ружьем, который, к тому же, вооружился не только огненной палкой, мобильным телефоном,…

Статистика



Журналы

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