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美国海军研究实验室研发出应用于5G技术的氮化镓基“谐振隧穿二极管”
2020-05-18

【据美国半导体摘要网站2020513日报道】美国海军研究实验室研发出了一款名为“谐振隧穿二极管”的新型氮化镓基电子器件,其应用于5G技术峰值速率超越了预期。目前,5G技术开始在美国各地进行推广,该研究结果发表于学术期刊《应用物理快报》。

海军研究实验室的研究人员泰勒•格劳登表示:“氮化镓基‘谐振隧穿二极管’比传统材料‘谐振隧穿二极管’的频率和输出功率都高,其速率快慢的关键在于采用了氮化镓材料。该器件利用量子隧穿效应,使电子以极快的速度传输。在隧穿过程中,电子会穿过物理壁垒从而产生电流。此外,该氮化镓基“谐振隧穿二极管打破了传统器件的电流输出与开关速率的纪录,能使应用程序(包括通信、联网与遥感)获取毫米波范围内的电磁波以及太赫兹频率。

生产制造出高效率、可操作的隧穿器件难度较大,因为这些器件需要原子级的清晰分界面,且对许多散射源以及泄漏源会很敏感,样品制备、产量以及每个步骤的制造工艺都至关重要。为此,研究团队研发出了一种工艺流程,将氮化镓基“谐振隧穿二极管的产量提升了约90%。研究人员表示:“单从生产制造层面考虑的话,我们提高了氮化镓基‘谐振隧穿二极管’的产量,这在很大程度上依赖于我们的设计。” 目前,研究团队与俄亥俄州立大学、怀特州立大学联合致力于继续改进“谐振隧穿二极管设计,使其在不增加电能损耗的同时继续提升电流传输速率。(国家工业信息安全发展研究中心 朱航琪)

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