Forskere ved EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) i Sveits har utviklet en ny galliumnitrid-transistor (GaN) med en nedbrytningsspenning som nærmer seg 4000 volt - mer enn fem ganger større enn dagens kommersielle GaN-strømenheter, som vanligvis opererer på 600–650V. Enheten opprettholder også lav-motstand. Funnene ble publisert i siste utgave avNaturelektronikk.
For å overvinne-høyspenningsbegrensningen utviklet teamet en ny GaN-transistor kalt en "intrinsic polarization superjunction." Enheten er bygget av flere lag med GaN-materiale på et rimelig- silisiumsubstrat. Ved å utnytte GaNs iboende polarisasjonsegenskaper, dannes et lag med positiv ladning naturlig ved siden av elektronlaget. Ved å justere tykkelsen på materiallagene oppnådde forskerne en balanse mellom positive og negative ladninger. Som et resultat, når transistoren er slått av, blir spenningen fordelt jevnere over enheten i stedet for å konsentrere seg på ett enkelt punkt -, noe som reduserer risikoen for sammenbrudd forårsaket av lokaliserte høye elektriske felt betydelig.
Tester viser at den nye transistoren tåler nesten 4000 volt samtidig som den opprettholder en lav -motstand, noe som bidrar til å redusere energitap og varmeutvikling under strømkonvertering. I tillegg krever ikke enheten tradisjonell kjemisk doping for å kontrollere ladningen, en design som forventes å forbedre stabiliteten under høye-temperaturer og høye-elektriske-belastningsforhold.
Dette gjennombruddet forventes å ha betydelige anvendelser innen-høyspentkraftelektronikk, inkludert AI-datasentre, fornybare energisystemer og elektriske kjøretøy.