Liukuvaa ferrosähköisyyttä ja timantteja

Niin kutsuttua liukuvaa ferrosähköisyyttä esiintyy kaksiulotteisissa (2D) van der Waals kerroksissa, joissa pystysuoraa sähköistä polarisaatiota voidaan vaihtaa tasossa olevalla välikerrosmuutoksilla. Tätä kerrosten välistä liukumismuutosta ja kyseisen alueen seinämää voidaan ohjailla ulkoisella pystysuoralla sähkökentällä.

Taiwanin kansallisen normaaliyliopiston, Taiwanin puolijohteiden tutkimuslaitoksen, kansallisen Yang Ming Chiao Tung -yliopiston ja kansallisen Cheng Kung -yliopiston tutkijat kehittivät äskettäin tehokkaan strategian tällaisen kytkettävän sähköisen polarisaation saavuttamiseksi molybdeenidisulfidissa (MoS2).

Kehittämäänsä menetelmää käyttäen he loivat uusia lupaavia ferrosähköisiä transistoreja, jotka sopivat erityisesti muistilaskentasovelluksiin.

Tutkijat osoittivat, että napaisuudeltaan vaihdettavaa epitaksiaalista romboedrisesti pinottua (3R) MoS2:ta voidaan käyttää ferrosähköisenä kanavana ferrosähköisissä muistilaskentatransistoreissa.

Tutkijoiden liukuvan ferrosähköisyyden transistorit ovat haihtumattomia muistiyksiköitä, joiden paksuus on vain kaksi atomikerrosta. Niiden keskimääräinen muisti-ikkuna on 7 volttia 10 voltin käyttöjännitteellä, säilyvyysajat ovat yli 10 e4 sekuntia ja kestävyys yli 10 e4 sykliä.

Timantit tunnetaan hyvästä lämmönsiirtokyvystään.

Apulaisprofessori Jianbo Liangin ja Professori Naoteru Shigekawan ja Osakan Metropolitan Universityn johtama tutkimusryhmä on onnistuneesti valmistanut GaN High Electron Mobility -transistoreja käyttämällä timanttia substraattina.

Näin tuotetulla uudella tekniikalla on yli kaksinkertainen lämmönpoistokyky piikarbidi (SiC) -substraatille valmistettuihin samanmuotoisiin transistoreihin verrattuna.

Timantin korkean lämmönjohtavuuden maksimoimiseksi tutkijat integroivat GaN:n ja timantin väliin 3C-SiC-kerroksen, joka on piikarbidin kuutiotyyppinen polytyyppi. Tämä tekniikka vähentää merkittävästi rajapinnan lämpövastusta ja parantaa lämmönpoistoa.

"Tällä uudella tekniikalla on potentiaalia vähentää merkittävästi CO2-päästöjä ja mahdollisesti mullistaa teho- ja radiotaajuuselektroniikan kehitystä parannetuilla lämmönhallintaominaisuuksilla", sanoi professori Liang.

Aiheista aiemmin:

Uutta ferrosähköisyyttä ja magneettieristeen ohjausta

Ferrosähköinen HEMT-transistori

Ferrosähköisyys yhdistää transistorit ja muistit

Timantti kelpaa lämmönjohteeksi