金刚石基晶体管取得里程碑式突破

　　由格拉斯哥大学研究人员领导的一项具有里程碑意义的研究，可能会推动新一代大功率电子产品的金刚石基晶体管的开发。该团队找到了一种新方法，将金刚石作为晶体管的基础，使其在默认情况下保持关闭状态，这对于确保导通时携带大量电流的设备的安全至关重要。

　　金刚石具有固有的宽带隙，使其能够在电击穿之前处理比硅高得多的电压，因此对电网或电动汽车等高功率电子应用特别有吸引力。格拉斯哥大学詹姆斯-瓦特工程学院教授戴维-莫兰（David Moran）领导的研究小组与来自澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT University）和美国普林斯顿大学（Princeton University）的合作伙伴共同开展了这项研究。他们的研究成果已发表在《先进电子材料》（Advanced Electronic Materials）杂志上。

　　莫兰教授表示，电力电子设备面临的挑战是，开关的设计需要能够在不使用时保持牢固关闭状态，以确保其符合安全标准，但它还必须在打开时提供非常高的功率。以前的金刚石晶体管通常在一个方面表现出色，但在另一个方面有所欠缺。此次研究团队设计出了一种在这两方面都表现出色的金刚石晶体管，这是一个重大的进展。

　　在格拉斯哥大学的詹姆斯-瓦特纳米加工中心，研究小组利用表面化学技术提高了金刚石的性能，在金刚石表面镀上氢原子，然后再镀上一层氧化铝。他们的金刚石晶体管需要6伏电压才能导通，是以前金刚石晶体管的两倍多，同时在激活时仍能提供高电流。此外，他们还提高了电荷通过器件的效率，与传统的金刚石晶体管相比，性能提高了一倍。

　　当关闭时，该设备的电阻足够高，以至于它在实验室中测量的噪声低于团队设备的本底噪声，这意味着在它应该关闭时几乎没有电流泄漏，这对于高功率应用来说是一个至关重要的安全功能。

　　莫兰教授补充道，这些令人鼓舞的结果使金刚石晶体管比以往任何时候都更接近实现其潜力。尽管金刚石的生产成本出奇地低，但在金刚石晶体管准备好被制造业扩大规模之前，仍有挑战需要解决。研究团队希望他们的研究将有助于推动未来几年金刚石晶体管在各行各业的采用。