我们所依赖的许多技术,从智能手机到可穿戴设备等等,都利用了快速无线通信。如果这些设备传输信息的速度更快,我们会完成什么?
这正是特拉华大学(University of Delaware)电子与计算机工程助理教授曾宇平(Yuping Zeng)想要发现的。她和一组研究人员最近创造了一种高电子迁移率晶体管,一种放大和控制电流的装置,使用氮化镓(GaN)和氮化铟铝作为硅衬底上的屏障。他们在杂志上描述了他们的研究结果应用物理快报。
在同类型的器件中,Zeng的晶体管具有创纪录的性能,包括创纪录的低栅极漏电流(电流损耗的测量),创纪录的高开/关电流比(在开状态和关状态之间传输的电流差的大小)和创纪录的高电流增益截止频率(在宽频率范围内可以传输多少数据的指示)。
这种晶体管可用于更高带宽的无线通信系统。对于给定的电流,它可以处理更高的电压,并且比其他同类设备需要更短的电池寿命。
他说:“我们正在制造这种高速晶体管,因为我们想扩大无线通信的带宽,这将在一定的有限时间内为我们提供更多的信息。”“它也可以用于太空应用,因为我们使用的氮化镓晶体管具有抗辐射能力,而且它也是宽带隙材料,所以它可以承受很大的功率。”
这种晶体管代表了材料设计和器件应用设计的创新。晶体管是在低成本的硅衬底上制造的,“这种工艺也可以与硅互补金属氧化物半导体(CMOS)技术兼容,这是用于半导体的传统技术,”Zeng说。
在最近的论文中所描述的晶体管只是众多即将出现的晶体管中的第一个。
“我们正在努力继续打破自己的记录,无论是在低功耗应用还是在高速应用方面,”Zeng说。该团队还计划用他们的晶体管制造功率放大器,这对无线通信和其他物联网特别有用。
Zeng的团队也在研究氧化钛晶体管,这种晶体管是透明的,可以用于背板显示,与目前商业上使用的铟镓锌氧化物(InGaZnO)晶体管技术竞争。
Dennis Prather是电气和计算机工程学院的工程校友教授,是该研究的合著者应用物理快报纸。
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