नई ट्रांजिस्टर तकनीक गर्मी अपव्यय क्षमता को दोगुने से भी अधिक बढ़ा सकती है
रिपोर्टों के अनुसार, ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी की एक शोध टीम ने गैलियम नाइट्राइड (GaN) ट्रांजिस्टर बनाने के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में हीरे का उपयोग किया है, जो पृथ्वी पर सबसे अधिक तापीय प्रवाहकीय प्राकृतिक सामग्री है, जिसमें पारंपरिक ट्रांजिस्टर की गर्मी अपव्यय क्षमता से दोगुनी से अधिक है। बताया गया है कि ट्रांजिस्टर का उपयोग न केवल 5जी संचार बेस स्टेशनों, मौसम संबंधी रडार, उपग्रह संचार और अन्य क्षेत्रों में किया जा सकता है, बल्कि माइक्रोवेव हीटिंग, प्लाज्मा प्रसंस्करण और अन्य क्षेत्रों में भी किया जा सकता है। नवीनतम शोध निष्कर्ष हाल ही में "स्मॉल" पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं।
सेमीकंडक्टर उपकरणों के बढ़ते लघुकरण के साथ, बिजली घनत्व और गर्मी उत्पादन में वृद्धि जैसे मुद्दे सामने आए हैं, जो इन उपकरणों के प्रदर्शन, विश्वसनीयता और जीवनकाल को प्रभावित कर सकते हैं। यह समझा जाता है कि हीरे पर गैलियम नाइट्राइड (GaN) अगली पीढ़ी के अर्धचालक सामग्री के रूप में आशाजनक संभावनाएं प्रदर्शित करता है, क्योंकि दोनों सामग्रियों में व्यापक बैंडगैप हैं जो हीरे की उच्च चालकता और उच्च तापीय चालकता को सक्षम करते हैं, जो उन्हें उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय सब्सट्रेट के रूप में स्थापित करते हैं।
पहले, वैज्ञानिकों ने किसी प्रकार के संक्रमण या चिपकने वाली परत के साथ दो घटकों को मिलाकर हीरे पर GaN संरचनाएं बनाने का प्रयास किया था, लेकिन दोनों ही मामलों में, अतिरिक्त परत ने हीरे की तापीय चालकता में महत्वपूर्ण रूप से हस्तक्षेप किया, जिससे GaN हीरे का एक प्रमुख लाभप्रद संयोजन बाधित हो गया। नवीनतम शोध में, ओसाका पब्लिक यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने सब्सट्रेट के रूप में हीरे का उपयोग करके GaN उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ट्रांजिस्टर का सफलतापूर्वक निर्माण किया है। इस नई तकनीक का ताप अपव्यय प्रदर्शन सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट पर निर्मित समान आकार के ट्रांजिस्टर के दोगुने से भी अधिक है।
हीरे की उच्च तापीय चालकता को अधिकतम करने के लिए, शोधकर्ताओं ने GaN और हीरे के बीच क्यूबिक सिलिकॉन कार्बाइड की एक परत को एकीकृत किया। यह तकनीक इंटरफ़ेस के थर्मल प्रतिरोध को काफी कम कर देती है और गर्मी अपव्यय प्रदर्शन में सुधार करती है। इस नई तकनीक में कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को महत्वपूर्ण रूप से कम करने और थर्मल प्रबंधन क्षमताओं में सुधार करके बिजली और रेडियो फ्रीक्वेंसी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के विकास में क्रांतिकारी बदलाव लाने की क्षमता है।
