Японські дослідники вперше продемонстрували роботу вертикального транзистора нового типу, виготовленого з алмазу. Технологія може допомогти скоротити втрати електроенергії в електромобілях, зарядних системах та електромережах
Фото: chatgpt.com
Про розробку повідомив Університет Канадзави. Над пристроєм також працювали фахівці японського Національного інституту передових промислових наук і технологій AIST.
Навіщо транзистору алмаз
Силові транзистори використовують там, де потрібно керувати великими потоками електроенергії — наприклад, в електромобілях, зарядних станціях, сонячних інверторах та енергомережах.
Під час роботи частина енергії в таких пристроях неминуче перетворюється на тепло. Чим менші ці втрати, тим ефективнішою стає вся система.
Алмаз має незвичайні для напівпровідника властивості: він добре відводить тепло та здатний працювати за високих температур і напруг.
Дослідники створили так званий вертикальний MOSFET, у якому струм проходить крізь матеріал зверху вниз. Усередині алмазу сформували мікроскопічні канавки, що дозволяють розмістити більше провідних каналів на тій самій площі та зменшити електричний опір.
Читайте також: Учені знайшли спосіб створити швидші та ефективніші чипи
Що показали випробування
Пристрій продемонстрував стабільну роботу не лише за кімнатної температури, а й при 300°C.
Ще одна важлива особливість — транзистор працює за принципом normally-off. Це означає, що без керувальної напруги він автоматично залишається вимкненим.
Для силової електроніки це важливо з погляду безпеки: у разі збою або втрати живлення струм припиняється автоматично.
Саме поєднання вертикальної структури, низького опору та безпечного режиму роботи раніше було складно реалізувати в алмазних транзисторах.
Наступний етап — подальше зменшення енергетичних втрат і вдосконалення конструкції.
Автори вважають, що в перспективі такі пристрої можуть застосовуватися в електромобілях та енергосистемах. Менші втрати в силовій електроніці означатимуть, що менше енергії витрачатиметься на нагрівання обладнання.
Для України розвиток ефективнішої силової електроніки може бути цікавим у контексті електротранспорту, зарядної інфраструктури та модернізації енергомереж. Водночас до масового використання алмазних транзисторів ще далеко — технологію потрібно масштабувати та зробити економічно доцільною.
Редакція PSM звертає увагу, що дослідники продемонстрували працездатний лабораторний пристрій, а не готовий комерційний компонент для автомобілів. Подальший розвиток залежатиме від того, наскільки дешево та стабільно такі транзистори можна буде виробляти у великих обсягах.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Сонячна енергетика може отримати новий імпульс: вчені знайшли незвичний напівпровідник
Вчені створили чип, який допоможе орієнтуватися без GPS
Учені створили ШІ-чип, який обробляє мільйон вимірювань за секунду
Telegram 
Viber 
