У Китаї розробили нові напівпровідники і тепер зброя стане "розумнішою", ніж американська

Дослідники з Пекінського університету виявили головну причину дефектів у перспективному напівпровідниковому матеріалі нітриді галію (GaN). Цей матеріал має вирішальне значення для розробки передової електроніки, зокрема, використовуваної для військового застосування, пише Interesting Engineering.

Команда виявили, що проблема пов'язана з дефектами дислокації, які порушують кристалічну структуру, що призводить до витоку і зниження продуктивності. Дефекти з'являються, тому що GaN має шестикутну атомну структуру, що відрізняє його від кубічної структури кремнію. Це не те саме, що кремнієві дефекти, які зазвичай викликані ковзанням (рухом уздовж площини), яке промисловість навчилася контролювати. Дефекти GaN зумовлені сходженням (змінами в кількості локальних атомів), — процесом, який досі був погано вивчений.

Команда китайських учених зробила своє відкриття завдяки використанню скануючої трансмісійної електронної мікроскопії (STEM). Завдяки технології, вони вперше спостерігали дислокації атомного масштабу. Вони виявили, що "налаштування рівня Фермі" (регулювання енергетичних рівнів електронів) може контролювати процес сходження і зменшити дефекти.

Це позначає найвищу стабільну енергію, яку можуть мати електрони. Він визначає, чи проводить напівпровідник електрику і наскільки легко. Вводячи специфічні домішки і збільшуючи напругу затвора, вони звели до мінімуму дислокації при виготовленні GaN.

Якщо звіти про результати є точними, це знаменує собою значний крок до підвищення ефективності та зниження вартості напівпровідників на основі GaN. Якщо Китай зможе масово виробляти високоякісні чіпи GaN, він зможе збільшити свою перевагу в напівпровідникових технологіях, особливо у військових і 5G-додатках.

GaN — це напівпровідниковий матеріал третього покоління, який зазвичай використовують у базових станціях 5G, радарах, військовому зв'язку, аерокосмічній та радіокосмічній війні. Він кращий за кремній у конкретних додатках, завдяки своїй здатності працювати за більш високих напруг, частот і температур.

Наразі великі світові держави, такі як Сполучені Штати, значною мірою покладаються на GaN для передових чипів. Це робить його стратегічно важливим у триваючому технологічному суперництві між США і Китаєм. Китай контролює близько 98% світового виробництва галію і нещодавно заборонив експорт до США. Це збільшило вартість напівпровідників на основі GaN, що ускладнило США пошук доступних чипів.

Раніше ми писали, що вчені придумали, як досягти неймовірної надпровідності. Дослідники розробили нові твердотільні електроліти зі спіральною структурою, які зроблять твердотільні батареї популярними.