Investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka están demostrando que los diamantes son mucho más que el mejor amigo de una chica. Su innovadora investigación se centra en transistores de nitruro de galio (GaN), que son dispositivos semiconductores de alta potencia y alta frecuencia utilizados en sistemas móviles de datos y comunicación por satélite.
Con la creciente miniaturización de los dispositivos semiconductores, surgen problemas como aumentos en la densidad de potencia y la generación de calor que pueden afectar el rendimiento, la confiabilidad y la vida útil de estos dispositivos. Por lo tanto, una gestión térmica eficaz es crucial. El diamante, que tiene la conductividad térmica más alta de todos los materiales naturales, es un material de sustrato ideal, pero aún no se ha puesto en práctica debido a las dificultades para unir el diamante a los elementos de GaN.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Jianbo Liang y el profesor Naoteru Shigekawa de la Escuela de Graduados en Ingeniería de la Universidad Metropolitana de Osaka ha fabricado con éxito transistores GaN de alta movilidad electrónica utilizando diamante como sustrato.
Sus hallazgos fueron publicados en Small .
Esta novedosa tecnología tiene más del doble de rendimiento de disipación de calor que los transistores de la misma forma fabricados sobre un sustrato de carburo de silicio (SiC). Para maximizar la alta conductividad térmica del diamante, los investigadores integraron una capa de 3C-SiC, un politipo cúbico de carburo de silicio, entre GaN y el diamante. Esta técnica reduce significativamente la resistencia térmica de la interfaz y mejora la disipación del calor.
"Esta nueva tecnología tiene el potencial de reducir significativamente las emisiones de CO2 y potencialmente revolucionar el desarrollo de la electrónica de potencia y radiofrecuencia con capacidades mejoradas de gestión térmica", afirmó el profesor Liang.
Más información: Ryo Kagawa et al, Alta estabilidad térmica y baja resistencia térmica de uniones de diamante/GaN/3C‐SiC/de área grande para procesos de dispositivos prácticos, pequeños (2023). DOI:10.1002/smll.202305574
Información de la revista: Pequeño
Proporcionado por la Universidad Metropolitana de Osaka
