Прорыв в полупроводниках: алюмо-иттриевый нитрид меняет правила игры

Кремний, будь он ни ладен, многократно вошел в историю науки. Но теперь на сцену выходит новый герой - алюмо-иттриевый нитрид (AlYN), который может перевернуть все представления о полупроводниках. Исследователи из института Фраунгофера IAF под руководством доктора Стефано Леоне совершили настоящий прорыв, создав новый полупроводниковый материал с помощью технологии металлоорганического химического осаждения из газовой фазы (MOCVD).

Почему же AlYN вызывает такой интерес? Дело в его выдающихся свойствах и возможности адаптации к нитриду галлия (GaN). Это открывает дверь для создания высокоэффективной электроники, способной работать на высоких частотах и при большой мощности, что является критически важным для современных информационных и коммуникационных технологий.

Ранее создание AlYN было возможным лишь методом магнетронного распыления, что существенно ограничивало его применение. Но теперь с помощью MOCVD исследователи смогли достичь нового уровня контролируемого роста материала. В 2023 году они впервые осадили слой толщиной 600 нм, содержащий более 30% иттрия, что само по себе является рекордом.

Но на этом они не остановились. Недавно они создали гетероструктуры AlYN/GaN с точной концентрацией иттрия до 16%, что обладает отличными структурными и электрическими свойствами. Эти гетероструктуры имеют потенциал для использования в высокочастотных и высокопроизводительных электронных компонентах, таких как транзисторы с высокой подвижностью электронов (HEMT).

Почему это важно? Дело в том, что AlYN может индуцировать двумерный газ электронов (2DEG) в гетероструктурах, что способствует увеличению электронной подвижности. Это открытие особенно значимо для производства компонентов, требующих высокой производительности и надежности.

Однако, путь к промышленному применению не так прост. Основное препятствие на этом пути - окисление материала, что может негативно сказаться на его характеристиках. В будущем, исследователи планируют разработать стратегии по преодолению этой проблемы, включая использование защитных покрытий и инновационных методов производства.

Дальнейшие исследования свойств AlYN и его слоев откроют путь к созданию энергоэффективных решений для хранения данных, что особенно актуально для центров обработки данных, сталкивающихся с растущими потребностями в вычислительных мощностях для искусственного интеллекта.

Источник:
DOI: 10.1063/5.0203156

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!