스마트폰의 통신 장치를 축소할 수 있는 새로운 종류의 트랜지스터

[아름이]

스마트폰의 통신 장치를 축소할 수 있는 새로운 종류의 트랜지스터
날짜:
2023년 3월 8일
원천:
미시간 대학교
요약:
최신 컴퓨팅 구성요소에 필요한 나노스케일 두께의 강유전성 반도체를 발표한 지 한 달 만에 한 팀이 해당 재료를 사용하여 재구성 가능한 트랜지스터를 시연했습니다. 이들의 작업은 다른 가능성 중에서 여러 기존 앰프의 작업을 수행할 수 있는 단일 앰프를 위한 길을 열어줍니다.

전체 이야기
최신 컴퓨팅 부품에 필요한 나노스케일 두께의 강유전성 반도체를 발표한 지 한 달 만에 미시간 대학의 한 팀이 이 재료를 사용하여 재구성 가능한 트랜지스터를 시연했습니다.

이 연구는 Applied Physics Letters 의 특집 기사입니다 .

Zetian Mi는 "이 새로운 유형의 트랜지스터를 실현함으로써 재구성 가능한 트랜지스터, 필터 및 공진기와 같은 다기능 장치를 동일한 플랫폼에 통합할 수 있는 가능성을 열었습니다. 모두 매우 높은 주파수와 높은 전력에서 작동합니다."라고 Zetian Mi는 말했습니다. 연구를 이끈 전기 및 컴퓨터 공학과의 UM 교수는 "그것은 많은 응용 분야에서 게임 체인저입니다."라고 말했습니다.

가장 기본적인 수준에서 트랜지스터는 전류를 흐르게 하거나 흐르지 못하게 하는 일종의 스위치입니다. 미시간에서 시연된 것은 강유전성 고전자 이동도 트랜지스터(FeHEMT)로 알려져 있습니다. HEMT를 비틀어 게인으로 알려진 신호를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 높은 스위칭 속도와 낮은 잡음을 제공할 수 있습니다. 따라서 신호를 기지국과 Wi-Fi 라우터에 고속으로 전송하기 위한 증폭기로 매우 적합합니다.

강유전체 반도체는 자기의 전기 버전과 같은 전기 분극을 유지할 수 있기 때문에 다른 반도체보다 두드러집니다. 그러나 냉장고 자석과는 달리 어느 쪽 끝이 양수이고 어느 쪽이 음수인지 전환할 수 있습니다. 트랜지스터의 맥락에서 이 기능은 유연성을 추가합니다. 트랜지스터는 동작 방식을 변경할 수 있습니다.

"우리는 강유전성 HEMT를 재구성 가능하게 만들 수 있습니다. "즉, 동적으로 제어할 수 있는 여러 증폭기로 작동하는 하나의 증폭기와 같은 여러 장치로 기능할 수 있음을 의미합니다. 이를 통해 회로 면적을 줄이고 비용과 에너지 소비를 낮출 수 있습니다."

이 장치의 특정 관심 영역은 재구성 가능한 무선 주파수 및 마이크로웨이브 통신과 차세대 전자 및 컴퓨팅 시스템의 메모리 장치입니다.

"HEMT에 강유전성을 추가함으로써 우리는 스위칭을 더 날카롭게 만들 수 있습니다. 이것은 높은 게인 외에도 훨씬 더 낮은 전력 소비를 가능하게 하여 훨씬 더 효율적인 장치를 만들 수 있습니다."라고 전기 및 컴퓨터 공학 연구 과학자인 Ping Wang은 말했습니다. 연구의 공동 교신저자.

강유전체 반도체는 고성능 자전거와 전투기에서 알루미늄을 강화하는 데 때때로 사용되는 금속인 스칸듐이 첨가된 질화알루미늄으로 만들어집니다. 최초의 질화물계 강유전성 반도체로 차세대 반도체 질화갈륨과 집적 가능하다. 실리콘보다 최대 100배 빠른 속도와 고효율 및 저비용을 제공하는 질화 갈륨 반도체는 전자 장치에 선호되는 재료로서 실리콘을 대체할 경쟁자입니다.

"이것은 주류 전자 장치와 질화물 강유전체를 통합하기 위한 중추적인 단계입니다."라고 Mi는 말했습니다.

새로운 트랜지스터는 CD 및 DVD 플레이어에서 레이저를 구동하는 반도체 결정을 만드는 데 사용되는 것과 동일한 접근 방식인 분자 빔 에피택시를 사용하여 성장되었습니다.

미시간 대학은 특허 보호를 신청했습니다. 이 연구로 이어지는 초기 작업은 UM 공과 대학의 해군 연구실과 Blue Sky Initiative의 자금 지원을 받았습니다.

이 장치는 Lurie Nanofabrication Facility에서 제작되었으며 Michigan Center for Materials Characterization에서 연구되었습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/