Про це повідомляє “Kreschatic” з посиланням на SciTechDaily
Швидкість передачі даних і обсяг інформації, яку потрібно обробляти в реальному часі, потребують нових підходів до мікроелектроніки. Дослідники з Університету Бристоля представили інноваційне рішення — нову архітектуру транзисторів на основі нітриду галію, здатну забезпечити прорив у розвитку зв’язку шостого покоління. Йдеться про пристрій SLCFET, що використовує унікальний фізичний ефект для підвищення продуктивності.
Технологія ґрунтується на явищі latch-ефекту в матеріалі GaN, який досі не був повністю зрозумілий. Завдяки цьому відкриттю вдалося значно покращити показники потужності, швидкості та стабільності радіочастотних підсилювачів. Інженери протестували тисячі мікроскопічних елементів, що дозволило з точністю визначити місце виникнення latch-ефекту та підтвердити його стійкість при тривалому використанні.
Архітектура для надшвидкісного майбутнього
Інженери запропонували нову схему побудови транзисторів, яка передбачає використання більш ніж тисячі паралельних каналів, кожен з яких має ширину менше 100 нанометрів. Завдяки цій структурі вдалося досягти безпрецедентних показників у W-діапазоні частот (75–110 ГГц), що робить пристрій надзвичайно перспективним для технологій 6G.
Новий підхід до формування електричного струму забезпечує стабільність навіть при максимальних навантаженнях. Високочастотні підсилювачі, створені за такою схемою, не лише демонструють кращу продуктивність, але й витримують інтенсивну експлуатацію без втрати характеристик. Це критично важливо для побудови інфраструктури нових поколінь бездротового зв’язку.
Локалізація latch-ефекту і його практична цінність
Щоб точно виявити природу latch-ефекту, дослідники поєднали електричні вимірювання з оптичною мікроскопією високої точності. Аналіз понад тисячі структур дозволив встановити, що ефект виникає у найширшій з мікроструктур, яка діє як каталізатор для передачі електричного сигналу з надвисокою ефективністю.
Після верифікації даних за допомогою комп’ютерного 3D-моделювання вчені провели серію тривалих тестів на надійність. Виявилося, що тонкий діелектричний шар навколо кожного каналу забезпечує стійкість усієї системи, не дозволяючи latch-ефекту впливати негативно на загальну продуктивність або довговічність пристрою.
Переваги для широкого спектру застосувань
Інновації відкривають перспективи в медицині, транспорті, освіті, промисловості та сфері віртуальної реальності. Завдяки такій технології можливе створення дистанційних діагностичних систем, віддалених хірургічних процедур, інтелектуальних транспортних мереж та нових рішень у сфері автоматизації виробництва.
Університет Бристоля співпрацює з промисловими партнерами для комерціалізації цього рішення, що дозволить масштабувати виробництво та впровадити нову архітектуру в реальні пристрої. Йдеться не лише про телекомунікації, а й про системи оборони, авіацію, супутниковий зв’язок та навігацію, де високочастотна ефективність є ключовою.
Наступні кроки в розвитку технології
Подальші дослідження спрямовані на підвищення щільності потужності та зменшення розмірів пристроїв, зберігаючи при цьому їхню ефективність. Команда працює над тим, щоб інтегрувати SLCFETs у мікросхеми нового покоління, здатні обробляти великі обсяги даних з мінімальними затримками.
У центрі Device Thermography and Reliability вчені продовжують вивчати теплові властивості таких структур, щоб забезпечити стабільну роботу навіть за умов високих температур. Це дозволить застосовувати транзистори в складних умовах і значно розширить сферу їх практичного використання.
Нагадаємо, раніше ми писали про те, чому штучному інтелекту потрібна нова інфраструктура.
