Diamant má široký zakázaný pás, což znamená, že je schopen bez poškození zvládnout mnohem vyšší napětí než křemík.
Nový diamantový tranzistor vyvinutý vědci University of Glasgow, Princeton University a australské RMIT University překonává dosavadní omezení celé technologie a podle výzkumníků se svými parametry již blíží praktické využitelnosti. Mohl by najít uplatnění v odvětvích, kde je zapotřebí velkých napětí a současně záleží na energetické účinnosti, jako jsou energetické sítě nebo elektromobily.
Vědci našli nový způsob, jak použít diamant jako základ tranzistoru, který zůstává standardně vypnutý – což je zásadní pro zajištění bezpečnosti v zařízeních, která při zapnutí přenášejí velké množství elektrického proudu.
Diamant má široký zakázaný pás, což znamená, že je schopen bez poškození zvládnout mnohem vyšší napětí než křemík. V aplikacích výkonové elektroniky mohou diamantové tranzistory vydržet výrazně vyšší napětí a poskytovat vyšší výkon než ty křemíkové.
Tranzistory jsou v podstatě spínače, které ovládají elektrický proud. Výkonová elektronika používá ve srovnání např. s počítači mnohem méně spínačů při podstatně vyšších výkonech. Potřebujeme proto, aby spínač pro výkonovou elektroniku zůstával pevně vypnutý, když se tranzistor nepoužívá (což vyžadují bezpečnostní normy), ale zároveň musí po zapnutí podporovat velmi vysoký výkon. Předchozí nejmodernější diamantové tranzistory byly obvykle dobré pouze v jednom z těchto parametrů. Nově vyvinuté zařízení by naopak mělo uspokojivě plnit oba požadavky.
Vědci použili k vylepšení výkonu diamantu techniky povrchové chemie, když byl diamant pokryt atomy vodíku a následně vrstvami oxidu hlinitého. Vyvinutý diamantový tranzistor potřebuje k zapnutí 6 V. Ve vypnutém stavu je odpor zařízení dostatečně vysoký, takže se pohybuje pod úrovní šumu zařízení – což znamená téměř nulový únik proudu, když má být zařízení vypnuté.
Výrobní náklady na diamanty pro průmyslové využití jsou celkem nízké.
Chunlin Qu et al, Extreme Enhancement‐Mode Operation Accumulation Channel Hydrogen‐Terminated Diamond FETs with Vth < −6 V and High on‐Current, Advanced Electronic Materials (2025). DOI: 10.1002/aelm.202400770 Zdroj: University of Glasgow / TechXplore.com, přeloženo / zkráceno
