Переход от 5G к шестому поколению протокола мобильной связи потребует радикального обновления полупроводниковой технологии, схем, систем и связанных с ними алгоритмов. В частности, основные полупроводниковые компоненты, изготовленные из нитрида галлия, должны быть намного быстрее, мощнее и надежнее.

Международная команда исследователей протестировала новую архитектуру усилителей из нитрида галлия. Открытое ими свойство — «эффект фиксатора» — позволило разблокировать путь к значительному повышению производительности радиочастотного устройства. Эти устройства смогут использовать параллельные каналы, которые затем требуют использования особых транзисторов, управляющих движущимся через устройство потоком тока, пишет Science Daily.

«Вместе с коллегами мы опробовали технологию „полевых транзисторов с эффектом сверхрешетки“ (SLCFET), в которых током помогают управлять свыше 1000 ребер шириной менее 100 нм. Хотя SLCFET продемонстрировал наивысшую производительность в диапазоне частот W-диапазона, что соответствует 75-110 ГГц, физика, лежащая в основе этого процесса, прежде была неизвестна. Мы поняли, что наблюдали эффект фиксатора в нитриде галлия, который и обеспечивает высокую производительность на радиочастотах».

Затем исследователи установили, где именно возникает этот эффект, а также разработали 3D-модель для дальнейшей проверки наблюдений. Следующей задачей стало изучение надежности эффекта фиксатора для практических применений. Тщательное тестирование устройства в течение длительного периода времени показало, что оно не оказывает негативного воздействия на надежность или производительность устройства.

«Мы обнаружили, что ключевой аспект, определяющий эту надежность, — тонкий слой диэлектрического покрытия вокруг каждого из ребер, — сказал Мартин Кубалл из Университета Бристоля, один из руководителей проекта. — Но главный вывод был очевиден — эффект фиксатора можно использовать для бесчисленных практических применений, которые могут в будущем значительно преобразовать жизнь людей».

Долгое время ученые не могли понять, как ферроэлектрические полупроводники могут поддерживать две противоположные электрические поляризации, не распадаясь. Ответ нашли ученые из США. Исследование показало, что при столкновении противоположных электрических поляризаций внутри материала кристаллическая структура создает свободные атомные связи.