David Storm, físico investigador, y Tyler Growden, ingeniero eléctrico, ambos del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. Desarrollaron un nuevo componente eléctrico a base de nitruro de galio llamado diodo de túnel resonante RTD con un rendimiento superior a la velocidad prevista de 5G.
La tecnología de red de quinta generación ahora está comenzando a implementarse en los Estados Unidos.
Los hallazgos de investigación de diodos de componentes electrónicos de Storm and Growden se publicaron el 19 de marzo de 2020 en la revista académica letras de física aplicada .
"Nuestro trabajo demostró que los RTD basados en nitruro de galio no son inherentemente lentos, como otros sugirieron", dijo Growden. "Se comparan bien tanto en frecuencia como en potencia de salida con los RTD de diferentes materiales".
Los diodos permiten el transporte extremadamente rápido de electrones para aprovechar un fenómeno llamado túnel cuántico. En este túnel, los electrones crean corriente al moverse a través de barreras físicas, aprovechando su capacidad de comportarse como partículas y ondas.
El diseño de Storm and Growden para diodos a base de nitruro de galio mostró salidas de corriente récord y velocidades de conmutación, permitiendo aplicaciones que requieren electromagnetismo en la región de ondas milimétricas y frecuencias en terahercios. Dichas aplicaciones podrían incluir comunicaciones, redes y sensores.
El equipo desarrolló un proceso repetible para aumentar el rendimiento de los diodos a aproximadamente el 90%; los rendimientos típicos anteriores oscilan alrededor del 20%.
Storm dijo que lograr un alto rendimiento de dispositivos de túnel operativos puede ser difícil porque requieren interfaces nítidas a nivel atómico y son muy sensibles a muchas fuentes de dispersión y fuga.
La preparación de la muestra, el crecimiento uniforme y un proceso de fabricación controlado en cada paso fueron los elementos clave para que los diodos obtuvieran resultados satisfactorios en un chip.
"Hasta ahora, el nitruro de galio era difícil de trabajar desde una perspectiva de fabricación", dijo Storm. "Odio decirlo, pero nuestro alto rendimiento fue tan simple como caerse de un tronco, y gran parte se debió anuestro diseño "
Storm y Growden dijeron que están comprometidos a continuar refinando su diseño RTD para mejorar la producción actual sin perder potencial de potencia. Realizaron su trabajo junto con colegas de la Universidad Estatal de Ohio, la Universidad Estatal de Wright, así como socios de la industria
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de Investigación Naval . Original escrito por Victor Chen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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