В Китае разработали новые полупроводники и теперь оружие станет "умнее", чем американское

Исследователи из Пекинского университета обнаружили главную причину дефектов в перспективном полупроводниковом материале нитриде галлия (GaN). Этот материал имеет решающее значение для разработки передовой электроники, в частности, используемой для военного применения, пишет Interesting Engineering.

Команда обнаружили, что проблема связана с дефектами дислокации, которые нарушают кристаллическую структуру, что приводит к утечке и снижению производительности. Дефекты появляются, потому что GaN имеет шестиугольную атомную структуру, что отличает его от кубической структуры кремния. Это не то же самое, что кремниевые дефекты, которые обычно вызваны скольжением (движением вдоль плоскости), которое промышленность научилась контролировать. Дефекты GaN обусловлены восхождением (изменениями в количестве локальных атомов), — процессом, который до сих пор был плохо изучен.

Команда китайских ученых сделала свое открытие благодаря использованию сканирующей трансмиссионной электронной микроскопии (STEM). Благодаря технологии, они впервые наблюдали дислокации атомного масштаба. Они обнаружили, что "настройка уровня Ферми" (регулирование энергетических уровней электронов) может контролировать процесс восхождения и уменьшить дефекты.

Это обозначает самую высокую стабильную энергию, которую могут иметь электроны. Он определяет, проводит ли полупроводник электричество и насколько легко. Вводя специфические примеси и увеличивая напряжение затвора, они свели к минимуму дислокации при изготовлении GaN.

Если отчеты о результатах являются точными, это знаменует собой значительный шаг к повышению эффективности и снижению стоимости полупроводников на основе GaN. Если Китай сможет массово производить высококачественные чипы GaN, он сможет увеличить свое преимущество в полупроводниковых технологиях, особенно в военных и 5G-приложениях.

GaN — это полупроводниковый материал третьего поколения, обычно используемый в базовых станциях 5G, радарах, военной связи, аэрокосмической и радиокосмической войне. Он лучше, чем кремний в конкретных приложениях, благодаря своей способности работать при более высоких напряжениях, частотах и температурах.

В настоящее время крупные мировые державы, такие как Соединенные Штаты, в значительной степени полагаются на GaN для передовых чипов. Это делает его стратегически важным в продолжающемся технологическом соперничестве между США и Китаем. Китай контролирует около 98% мирового производства галлия и недавно запретил экспорт в США. Это увеличило стоимость полупроводников на основе GaN, что затруднило США поиск доступных чипов.