由合成化學(xué)氣相沉積金剛石制成的光電導(dǎo)開關(guān)正在測(cè)試中

談到半導(dǎo)體行業(yè)李联，硅在電子領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位具藐，但它的物理極限已接近尾聲祖灰。為了更有效地為電網(wǎng)赂裸，機(jī)車甚至電動(dòng)汽車供電侮攀，勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的科學(xué)家正在將鉆石作為超寬帶隙半導(dǎo)體校槐。

金剛石被證明具有優(yōu)異的載流子遷移率牙晰，擊穿電場(chǎng)和導(dǎo)熱率誓梦，這是電力電子設(shè)備最重要的特性丹残。在開發(fā)用于生長高質(zhì)量單晶的化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝之后，這尤其令人期望夯饲。

研究小組探索了這種人造鉆石的性能楞庸，這些鉆石的質(zhì)量要高于天然鉆石。“在電子領(lǐng)域暂一，你可以把它壓成具有所需性能的器件純物質(zhì)開始晾胡，” LLNL的物理學(xué)家Paulius Grivickas說，應(yīng)用物理快報(bào)主要論文作者拐云。

在光電導(dǎo)器件中罢猪，電導(dǎo)率和頻率響應(yīng)的最佳組合是通過引入雜質(zhì)來控制載流子復(fù)合壽命的。研究人員發(fā)現(xiàn)叉瘩，在鉆石中膳帕，電子輻照是一種廉價(jià)且簡(jiǎn)便的替代方法，通過輻照將晶格原子撞掉而產(chǎn)生復(fù)合缺陷的薇缅。

我們對(duì)自己說危彩，“讓我們把這種高質(zhì)量的CVD金剛石純凈并進(jìn)行輻照，看看我們是否可以調(diào)整載體壽命泳桦。最終汤徽，我們確定了哪種輻射缺陷決定了載流子的壽命娩缰，以及該缺陷在技術(shù)相關(guān)溫度下的退火狀態(tài)下的表現(xiàn)如何。”Grivackas說谒府。

以此方式生產(chǎn)的光電導(dǎo)金剛石開關(guān)可用于例如電網(wǎng)中拼坎，以控制電流和電壓浪涌，從而使設(shè)備無法正常工作完疫。Grivickas說泰鸡，當(dāng)前的硅開關(guān)體積大而笨重，但是基于鉆石的開關(guān)可以用一個(gè)可以放在指尖上的設(shè)備完成同樣的事情躯饿。

該研究還應(yīng)用于能量輸送系統(tǒng)障翼，該團(tuán)隊(duì)證明了兆瓦級(jí)射頻功率產(chǎn)生的可能性，這需要優(yōu)化鉆石的高頻響應(yīng)犯弯。Livermore的工程師Lars Voss和Adam Conway以及立陶宛維爾紐斯大學(xué)谚茅，白俄羅斯國立大學(xué)和白俄羅斯國家科學(xué)院的研究人員進(jìn)行了這項(xiàng)工作。

該研究由LLNL的實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)研究與開發(fā)計(jì)劃資助习环。

文章來源：利用電子輻照方法使鉆石作為半導(dǎo)體用于電網(wǎng)等領(lǐng)域

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