LiU och SweGaNs upptäckt ger supertåliga transistorer

SweGaN fokuserar på, som namnet antyder, elektronikkomponenter i galliumnitrid, ett material som i allmänhet används för effektsnåla lysdioder men som också visat sig ha en allt större betydelse i andra tillämpningar; för transistorer tillexempel. Precis som det pekas ut i en artikel från Linköpings universitet så klarar materialet högre temperaturer och strömstyrkor flera andra halvledarmaterial. Alltså är detta en viktig utveckling för att undvika en frontalkrock med den ”termiska väggen” när elektroniken hittar in i fler och fler aspekter av våra liv och produkterna blir mindre och mindre. Metoden i sig går ut på att låta en ånga av galliumnitrid kondensera på en kiselkarbidplatta och då bilda en tunn beläggning. Det är alltså en kombination av galliumnitrid, GaN, och kiselkarbid, SiC, som båda klarar höga elektriska fält, och därmed gör kretsarna lämpliga för applikationer där det behövs höga effekter. Dock så finns det en del svårigheter i det hela; generellt så är det dålig matchning mellan de kristallina materialen – atomerna linjerar inte och förstör därmed transistorn. För att komma runt detta läggs ett ännu tunnare lager av aluminiumnitrid mellan lagerna av GaN och SiC, som beskriv av LiU. Vad som hänt hos SweGan är att man i rent slump upptäckte att transistorerna klarade ännu högre fältstyrkor än vad man tidigare trott. Varför var först inte glasklart; men svaret frans på atomnivå. Resultatet – och förklaringen – presenteras nu i en artikel i Applied Physics Letters där man pekar på en ny epitaxiell tillväxtmekanism som de kallar transmorfisk epitaxi; att töjningen mellan de olika lagren tas upp gradvis över ett par atomlager. Rent praktiskt betyder detta att forskarna kan växa de olika materiallagerna på ett sådant vis att de – på atomnivå – kan styra hur lagerna hamnar i förhållande till varandra. Utöver detta har man i labbmiljö visat att materialet kan klara spänningar upp till 1800V.