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美国将钻石用作超宽带隙半导体 可高效为电网、电动汽车等供电

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时间:1900/1/1 0:00:00

在半导体行业,硅一直是电子器件领域的王者,但它已经达到了物理极限。据外媒报道,为了更有效地为电网、机车和电动汽车供电,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家已经开始使用钻石作为超宽带隙半导体。

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由金刚石制成的导电开关现已被证明具有优异的载流子迁移率、电场击穿率和热导率。这些特性对于为电子设备供电至关重要,尤其是对于高质量单晶的生长。科学家们开发了化学气相沉积工艺,这也使钻石更适合为电子设备供电。研究小组研究了合成钻石的特性,合成钻石的质量比天然钻石高。LLNL物理学家Paulius Grivickas表示,“在电子器件领域,有必要从尽可能多的纯材料开始,以便将它们塑造成所需的特性,用于器件。”在光电导器件中,可以通过引入可以控制电荷载流子的复合寿命的杂质来实现电导率和频率响应的最佳组合。研究人员发现,在钻石中,可以找到一种廉价而简单的替代上述方法的方法,即电子辐照方法,该方法可以通过破坏晶格原子的位置来产生复合缺陷。Grivackas说:“我们对这种高质量的纯CVD金刚石进行了辐照,以确定我们是否可以定制载流子的寿命。最后,我们确定了哪种辐照缺陷会影响载流子的寿命,以及在相关技术温度下退火时缺陷的表现。”。“研究人员表示,以这种方式制造的光电导金刚石开关可以用于电网中控制电流和电压浪涌,因为这种现象可能会烧坏设备。目前,硅开关又大又笨重,但由金刚石制成的开关只有指尖那么大,可以执行与硅开关相同的工作。这项研究还表明h钻石开关可以用于能源传输系统,该团队展示了他们实现兆瓦级射频发电设备的能力,只需优化钻石的高频响应能力。

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