يُذكر أن هذا الترانزستور لا يمكن استخدامه فقط في محطات اتصالات 5G ورادار الطقس والاتصالات عبر الأقمار الصناعية وغيرها من المجالات، ولكن يمكن استخدامه أيضًا في تسخين الميكروويف ومعالجة البلازما وغيرها من المجالات. وقد نُشرت أحدث نتائج الأبحاث مؤخرًا في مجلة "Small".
نظرًا لأن أجهزة أشباه الموصلات أصبحت مصغرة بشكل متزايد، تنشأ مشكلات مثل زيادة كثافة الطاقة وتوليد الحرارة مما يؤثر على أداء هذه الأجهزة وموثوقيتها وعمرها.
من المفهوم أن نيتريد الغاليوم على الماس (GaN) يبدو واعدًا باعتباره مادة شبه موصلة من الجيل التالي لأن كلا المادتين لهما فجوة نطاق واسعة تتيح التوصيل الكهربائي العالي والتوصيل الحراري العالي للماس، مما يجعله ركيزة ممتازة لتبديد الحرارة.
في السابق، حاول العلماء إنشاء هياكل GaN على الماس من خلال الجمع بين المكونين مع شكل من أشكال طبقة الانتقال أو الالتصاق، ولكن في كلتا الحالتين تداخلت الطبقات الإضافية بشكل كبير مع التوصيل الحراري للألماس، مما أدى إلى تدمير الميزة الرئيسية لمزيج GaN-diamond.
في أحدث الأبحاث، نجح العلماء في جامعة أوساكا العامة في تصنيع ترانزستورات GaN عالية الحركة الإلكترونية باستخدام الماس كركيزة. إن أداء تبديد الحرارة للتكنولوجيا الجديدة هو أكثر من ضعف أداء الترانزستورات من نفس الشكل المصنعة على ركائز كربيد السيليكون (SiC).
ولتعظيم التوصيل الحراري العالي للماس، قام الباحثون بدمج طبقة من 3C-SiC (كربيد السيليكون المكعب) بين GaN والماس. تقلل هذه التقنية بشكل كبير من المقاومة الحرارية للواجهة وتحسن أداء تبديد الحرارة.
وقال الباحثون: "هذه التكنولوجيا الجديدة لديها القدرة على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير ولديها القدرة على إحداث ثورة في تطوير إلكترونيات الطاقة والترددات الراديوية من خلال تحسين قدرات الإدارة الحرارية".