MY.UAНовости
Альтернатива кремнию: ученые преодолели препятствия в создании полупроводников на оксиде галлия
Альтернатива кремнию: ученые преодолели препятствия в создании полупроводников на оксиде галлия

Альтернатива кремнию: ученые преодолели препятствия в создании полупроводников на оксиде галлия

Японские исследователи из Нагойского университета решили технологические трудности с использованием оксида галлия (Ga₂O₃) в полупроводниках. 

Оксид галлия — перспективный материал, способный сделать электронные устройства гораздо более энергоэффективными чем те, что работают на основе кремния. Для корректной работы электронных диодов необходимы 2 типа полупроводникового слоя — слои с отрицательной полярностью (n-типа) и слои с положительной полярностью (p-типа). 

Ученым удалось создать надежные слои из оксида галлия (n-типа), однако создание слоев (p-типа) столкнулось с трудностями, поскольку кристаллическая структура оксида галлия естественным образом препятствует проникновению атомов, необходимых для образования этих слоев. Из-за этого полупроводники на основе оксида галлия имели низкие характеристики и были ненадежными. 

Японские исследователи создали первые функциональные pn-диоды на основе оксида галлия. Их метод позволяет использовать оксид галлия для создания усовершенствованных полупроводников и энергоэффективных устройств. Кроме этого инновационные pn-диоды способны пропускать вдвое больше электрического тока, чем предыдущие диоды на основе Ga₂O₃. 

Поверхности Ga₂O₃ с Ni, отожженные в плазме O2O3, а также чистые поверхности Ga₂O₃/Journal of Applied Physics

Pn-диоды изготавливаются путем соединения полупроводников p и n-типа. Это позволяет создать точку соединения, которая управляет электрическим током. Такие диоды способны выдерживать высокое напряжение и подходят для большинства электронных устройств. Однако существующие Pn-диоды тратят много энергии в виде тепла, особенно в энергоемких приложениях, в частности, электрокарах и источниках возобновляемой энергетики. 

Pn-диоды на основе оксида галлия могут выдерживать вдвое большую генерацию электрического тока, чем предыдущие устройства на основе оксида галлия, и потребляют меньше энергии, чем кремниевые диоды. Это делает такие диоды идеальными для требовательных устройств и приложений и снижает требования к системам охлаждения, повышает энергоэффективность в мощных системах и сокращает эксплуатационные расходы. 

Проблема заключалась в том, что кристаллическая структура оксида галлия легко принимала атомы, необходимые для создания n-слоев, и отторгала атомы, необходимые для создания p-слоев. Без совместной работы обоих типов оксид галлия оставался ограниченным в практическом применении.

Для решения этой проблемы японские исследователи ввели атомы никеля в слой оксида галлия путем инжекции. Они бомбардировали поверхность материала отдельными атомами с высокой скоростью. После этого материал дважды подвергался нагреву, сначала до температуры 300°C с активированными кислородными радикалами (атомами кислорода, которые получили дополнительную энергию с помощью запатентованной плазменной обработки), а затем — до температуры 950°C в среде кислорода. Это привело к превращению никеля в оксид никеля и его полной интеграции с кристаллической структурой оксида галлия.

«Поскольку этот метод использует стандартное промышленное оборудование и процессы, его можно масштабировать для массового производства. Это существенно повлияет на будущую энергоэффективность и стоимость, особенно в сфере электромобилей и возобновляемой энергетики», —подчеркнул профессор из Центра низкотемпературной плазмы при Нагойском университете Масару Хори. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Applied Physics

Источник: TechXplore

Поделиться
Поделиться сюжетом
Источник материала
Що означає банка із сіллю біля входу: давня традиція та її сенс
GlavRed
2026-10-27T15:27:13Z
Який птах відповідає вашому місяцю народження та що він символізує
TSN
2026-10-22T09:21:18Z
Погляньте на ці рослини: вони підкажуть ідеальне місце для свердловини
24tv
2026-10-21T19:27:59Z
Одна хитрість допоможе зберегти сушені гриби надовго: що покласти в банку
GlavRed
2026-10-21T20:21:40Z
Одна помилка може коштувати врожаю: де категорично не можна садити плодові дерева
GlavRed
2026-10-27T21:48:31Z
Макарони не злипнуться і стануть смачнішими: який інгредієнт додати у воду
GlavRed
2026-10-27T20:42:05Z
Гороскоп на 27 жовтня: якому знаку зірки радять тримати гаманець закритим
Знай
2026-10-27T04:12:50Z
Простоять усю зиму і не запліснявіють: як правильно сушити гриби
GlavRed
2026-10-22T23:42:49Z
Тут катаються на вулкані з дошки, а в озері плавають акули: цікава країна, про яку мало хто знає
24tv
2026-10-21T19:42:45Z
Електромобіль як основне авто: що варто продумати до покупки
Топ Жир
2026-10-22T14:00:36Z
Капсулу часу ВАЗ-2109 1988 року з пробігом лише 2000 км продають у Дніпрі
Топ Жир
2026-10-22T17:54:29Z
Ігнорувати не можна: що потрібно зробити восени, щоб підготувати авто до зими
GlavRed
2026-10-21T17:18:42Z
Британець із німецьким серцем: у Києві помітили розкішний спортивний кабріолет
Фокус
2026-10-27T19:27:09Z
Mitsubishi воскресила Lancer Evolution: спорткар замінили електрокросовером чужого бренду
Фокус
2026-10-27T18:18:16Z
Jeep зробила те, про що мріяли фанати бездоріжжя: Gladiator отримав 35-дюймові шини
Фокус
2026-10-27T16:13:42Z
Статки Макса Ферстаппена перевищили 300 млн євро
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T16:12:54Z
Навіщо водії кріплять дерев'яну прищіпку на вентиляційний отвір в авто
GlavRed
2026-10-27T16:00:35Z
За ціною вживаного авто: блогер перетворив BMW i3 на електричний пікап менш ніж за $10 000
Фокус
2026-10-27T15:51:03Z
Розлучився після 25 років шлюбу: легенда "Ліверпуля" заручився із моделлю, молодшою на 16 років
Фокус
2026-10-21T18:33:33Z
Брітні Спірс збентежила фанатів: показала танець у прозорому спідньому
Фокус
2026-10-22T07:36:17Z
"Не холостяк": Цимбалюк ефектно привів свою кохану на "Голос країни" і відповів на питання про весілля
Фокус
2026-10-26T02:49:05Z
"Збираю себе докупи": Ірина Федишин показала перше фото з лікарні після втрати доньки
24tv
2026-10-21T19:21:37Z
«Для нас це стало несподіванкою». Діти Степана Гіги відреагували на скандал навколо його пісень
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T20:42:44Z
Чоловік Лілії Ребрик зробив зачіску 8-річній донці та розчулив шанувальників
TSN
2026-10-27T19:36:55Z
Софія Ротару звернулась російською до покійного чоловіка
Фокус
2026-10-23T12:33:51Z
Відомий український продюсер захворів на рак: як він дізнався діагноз
Вива
2026-10-21T18:18:08Z
Стас Шурінс вперше за багато років з'явився на публіці: який зараз вигляд має 36-річний співак
TSN
2026-10-25T11:36:04Z
"Мені боляче": Alyona Alyona показала живіт після зменшення шлунка
GlavRed
2026-10-26T08:55:38Z
Пийте каву правильно — житимете довше: дослідники виявили важливу закономірність
TSN
2026-10-18T21:21:58Z
Сколіоз у дітей: ортопед - про те, чому наплічник і телефон не винні, а плавання й масаж не допомагають
Комсомольская правда
2026-10-25T13:04:01Z
Ці повсякденні звички можуть скоротити ваше життя на роки
TSN
2026-10-25T20:48:31Z
Зубну щітку час міняти раніше, ніж здається: стоматологи назвали термін
GlavRed
2026-10-27T18:48:37Z
Навіщо обробляти взуття оцтом: що відбувається після розпилення
GlavRed
2026-10-27T18:27:35Z
Який чай корисніший для серця: зелений чи чорний — пояснення експертів
TSN
2026-10-21T15:51:58Z
Не можете заснути вночі?: 5 незвичних способів проти безсоння
TSN
2026-10-21T16:21:13Z
Німецький метод проти конденсату: просто, дешево та ефективно для кожного
GlavRed
2026-10-26T17:06:22Z
Ракети вдарили по заводу "Протон" у Орлі: можливе влучання "Фламінго" чи Storm Shadow
Фокус
2026-10-23T16:46:25Z
На кордоні перехопили "голуба контрабандиста": він перевозив пігулки в рюкзачку
24tv
2026-10-15T18:15:03Z
Підліток влаштував кривавий розстріл у початковій школі: загинули діти — моторошні деталі
TSN
2026-10-16T14:00:48Z
У Києві пролунали вибухи
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T20:24:21Z
Росіяни вдарили по багатоповерхівці в Харкові: заблоковані люди
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T22:21:08Z
У Липецьку пролунали вибухи, росіяни заявили про ракетну атаку
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T21:57:52Z
На Кіровоградщині засудили адміністратора Telegram-спільноти про ТЦК
InternetUA
2026-10-22T20:43:00Z
В Росії розбився винищувач Су-30СМ — перші деталі
TSN
2026-10-21T17:12:04Z
Смертельна ДТП у Бабаях: виїзд із другорядної дороги призвів до загибелі двох людей
Мій Харків
2026-10-22T11:43:17Z
З’їв десерт — і помер: турист помер через фатальну помилку в кафе
TSN
2026-10-21T19:51:48Z
Маск звинуватив ЗСУ в порушенні правил Starlink та заявив про обмеження
ГЛАВКОМ NET
2026-10-24T22:01:50Z
Зимовий час: коли треба перевести стрілки
ZN UA
2026-10-21T22:06:53Z
Сліпий, однорукий і марнославний: як адмірал Нельсон ризикнув життям заради безсмертної слави
24tv
2026-10-21T19:36:43Z
The Times: три британські підводні човни вперше за п'ять років одночасно вийшли в море
Апостроф
2026-10-27T22:18:20Z
Відсоток збитих російських реактивних дронів поступово зростає — Генштаб
ZN UA
2026-10-27T21:39:38Z
Мобілізація в Україні: коли можуть направити на ВЛК попри відстрочку
Политека
2026-10-21T20:00:10Z
Зрада та відьомство: як суд над королівською герцогинею став передвісником Війни троянд
Фокус
2026-10-23T15:27:41Z
Жінка втратила 42 тисячі гривень, купуючи зарядну станцію онлайн
InternetUA
2026-10-27T21:13:54Z
Рубіо озвучив головну вимогу Росії для завершення війни
ГЛАВКОМ NET
2026-10-24T00:43:55Z
"Усі згодні з рішенням": Трамп заговорив про "пекельні санкції" проти РФ після повернення Габбарда до США
TSN
2026-10-22T18:55:53Z
Саміт на трьох не потрібен Пекіну: експерт розкрив, чому план Кремля вийти з ізоляції провалився
24tv
2026-10-21T20:21:23Z
РФ запустила балістику по Києву, прогриміли вибухи: що відомо
Фокус
2026-10-21T19:45:33Z
Франція викрила мережу впливу РФ в Африці, пов'язану з колишньою ПВК "Вагнера"
Лига
2026-10-27T22:21:01Z
У Празі загорівся будинок співвласника компанії, яка постачає Україні снаряди: слідство не виключає підпалу
InternetUA
2026-10-27T21:46:34Z
Підірвали генерала Сарварова: агент ГУР "Фома" створив мережу, яка стежить за офіцерами РФ
Фокус
2026-10-23T20:07:00Z
Трамп зателефонував Маску та попросив скасувати обмеження Starlink для України — WSJ
ZN UA
2026-10-22T22:13:00Z
Лубінець назвав точний час припинення вогню в Олешках
ГЛАВКОМ NET
2026-10-24T18:43:46Z
Київ під ударом балістики, лунають вибухи: перші деталі
TSN
2026-10-21T19:51:52Z
Дрова можуть зіпсуватися навіть у дровітні: скільки років їх можна зберігати
GlavRed
2026-10-22T01:24:28Z
Київ здригнувся від вибухів: що відомо про нічну балістичну атаку
Фокус
2026-10-21T23:46:18Z
Знову атака балістики серед ночі: у Києві пролунала серія вибухів
24tv
2026-10-21T23:12:59Z
Старі хрущовки втрачають покупця: що буде з цінами на житло
Знай
2026-10-27T22:21:15Z
Харків узяв першого партнера зі Скандинавії: чим допоможе шведське місто
Знай
2026-10-27T21:36:42Z
Початок опалювального сезону 2026 в Полтавській області: чому виникли затримки та коли дадуть тепло
Политека
2026-10-27T21:00:00Z
Україна суттєво посилила позиції на фронті – Зеленський
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T20:54:59Z
Центр крові в Одесі відкриється у вихідний: хто може стати донором і що взяти з собою
Знай
2026-10-27T20:36:10Z
Як зарядити телефон, коли немає світла: експерти розповіли про п'ять альтернативних способів
Политека
2026-10-21T19:21:26Z
Відома блогерка показала не те фото: її виправдання насмішило ще більше
Фокус
2026-10-23T11:12:47Z
Сучасна "алхімія": вчені перетворили звичайні пластикові пляшки на справжні алмази
TSN
2026-10-27T21:36:08Z
NVIDIA припинила приймати замовлення на RTX 5090, попри офіційні заперечення
InternetUA
2026-10-27T21:24:25Z
Apple перевела iPad mini на OLED-екран: скільки коштуватиме оновлення
Знай
2026-10-27T21:06:14Z
Втричі дешевша і розумніша: OpenAI випустила нову модель GPT-6.1 Terra
InternetUA
2026-10-27T20:52:13Z
Київстар може відключити номер: хто з абонентів ризикує залишитися без зв’язку
Политека
2026-10-27T20:30:47Z
Користувачі назвали найкращі телевізори 2026 року: моделі від Sony, LG і TCL
InternetUA
2026-10-27T19:33:00Z
Де подівся срач? Як українці писали Радіодиктант національної єдності
Детектор М
2026-10-27T19:15:27Z
Світло вимикатимуть із самого ранку: як діятимуть графіки 25 жовтня
GlavRed
2026-10-24T20:49:00Z
У Молдові фермери погрожують протестами через імпорт зерна з України
iPress
2026-10-27T22:18:34Z
Кешбек так і не прийшов на картку: де шукати свої гроші та кому скаржитися
Знай
2026-10-27T21:57:07Z
Боржникам переписали правила арешту: яке житло більше не заберуть
Знай
2026-10-27T21:36:28Z
Графіки відключення світла 28 жовтня 2026 року. Дані «Укренерго»
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T21:33:33Z
Дрібні паперові купюри вивели з обігу: які гроші більше не візьмуть у магазинах
Знай
2026-10-27T20:06:31Z
Бронювання працівників в Україні: який зарплатний поріг діє зараз
Политека
2026-10-27T20:00:57Z
Понад 800 тисяч судових рішень щодо пенсій понад максимальний розмір: що відомо
Апостроф
2026-10-27T20:00:48Z
Єврокомісія прогнозує різке скорочення міжнародної допомоги Україні – FT
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T19:57:12Z
Конопля допоміг Боруссії Менхенгладбах у меншості вийти до 1/8 фіналу Кубка Німеччини
Football.ua
2026-10-27T22:21:15Z
Сенсаційний матч за участю "Арсеналу" в Англії було призупинено через появу невідомого дрона
ZN UA
2026-10-27T22:18:28Z
Ліверпуль — Челсі: прогноз букмекерів на матч Кубка англійської ліги
Football.ua
2026-10-27T22:16:47Z
Арсенал на Гайбері вилетів із Кубка ліги від сенсації з четвертого дивізіону Англії
Football.ua
2026-10-27T22:16:03Z
Пищур забив дебютний гол за Жирону та допоміг команді пробитися до 1/32 фіналу Кубка Іспанії
Football.ua
2026-10-27T22:00:53Z
Три вилучення та тонна піротехніки: найемоційніше моменти «Класичного»
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T21:54:09Z
Серія А: Рома вигризла результативну перемогу над Кальярі, Комо камбеком здолав Торіно завдяки перформансу Ніко Паса
Football.ua
2026-10-27T21:45:18Z
Кендзьорек: Авторитет заробляється щоденною працею, а не гучними словами
Football.ua
2026-10-27T21:42:48Z
Ямаль відреагував на третє місце в боротьбі за Золотий м’яч
Football.ua
2026-10-27T21:27:31Z