Naukowcy z EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) w Szwajcarii opracowali nowy tranzystor z azotku galu (GaN) o napięciu przebicia sięgającym 4000 woltów -, czyli ponad pięć razy większym niż obecne komercyjne urządzenia zasilające GaN, które zwykle działają przy napięciu 600–650 V. Urządzenie utrzymuje również niski-opór. Wyniki opublikowano w najnowszym numerze „Elektronika natury.
Aby przezwyciężyć ograniczenie-wysokiego napięcia, zespół opracował nowatorski tranzystor GaN zwany „superzłączem wewnętrznej polaryzacji”. Urządzenie jest zbudowane z wielu warstw materiału GaN na tanim-podkładzie krzemowym. Wykorzystując nieodłączne właściwości polaryzacyjne GaN, warstwa ładunku dodatniego w naturalny sposób tworzy się obok warstwy elektronów. Dostrajając grubość warstw materiału, badacze osiągnęli równowagę pomiędzy ładunkami dodatnimi i ujemnymi. W rezultacie, gdy tranzystor jest wyłączony, napięcie rozkłada się bardziej równomiernie w całym urządzeniu, a nie skupia się w jednym punkcie -, co znacznie zmniejsza ryzyko awarii spowodowanej miejscowymi silnymi polami elektrycznymi.
Testy pokazują, że nowy tranzystor może wytrzymać napięcie prawie 4000 woltów przy zachowaniu niskiej-oporności, co pomaga zmniejszyć straty energii i wytwarzanie ciepła podczas konwersji mocy. Ponadto urządzenie nie wymaga tradycyjnego domieszkowania chemicznego w celu kontrolowania ładunku, a jego konstrukcja ma poprawić stabilność w warunkach wysokiej-temperatury i wysokich-naprężeń-elektrycznych.
Oczekuje się, że to przełomowe rozwiązanie będzie miało znaczące zastosowania w-elektronice wysokiego napięcia, w tym w centrach danych AI, systemach energii odnawialnej i pojazdach elektrycznych.