เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ใหม่สามารถเพิ่มความสามารถในการกระจายความร้อนได้มากกว่าสองเท่า

ตามรายงาน ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยนครหลวงโอซาก้าได้ใช้เพชร ซึ่งเป็นวัสดุธรรมชาติที่นำความร้อนได้มากที่สุดในโลก เป็นสารตั้งต้นในการสร้างทรานซิสเตอร์แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ซึ่งมีความสามารถในการกระจายความร้อนมากกว่าสองเท่าของทรานซิสเตอร์แบบเดิม มีรายงานว่าทรานซิสเตอร์สามารถใช้ได้ไม่เพียงแต่ในสถานีฐานการสื่อสาร 5G, เรดาร์อุตุนิยมวิทยา, การสื่อสารผ่านดาวเทียม และสาขาอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้ในการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟ, การประมวลผลพลาสมา และสาขาอื่นๆ อีกด้วย ผลการวิจัยล่าสุดได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร "Small"

จากการที่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีขนาดเล็กลงมากขึ้น ปัญหาต่างๆ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นและการสร้างความร้อนได้เกิดขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานของอุปกรณ์เหล่านี้ เป็นที่เข้าใจกันว่าแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) บนเพชรมีแนวโน้มที่ดีในฐานะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นต่อไป เนื่องจากวัสดุทั้งสองมีช่องว่างแถบกว้างที่ช่วยให้เพชรมีค่าการนำไฟฟ้าสูงและมีค่าการนำความร้อนสูง ทำให้เป็นสารตั้งต้นในการระบายความร้อนที่ดีเยี่ยม

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างโครงสร้าง GaN บนเพชรโดยการรวมองค์ประกอบ 2 ชิ้นเข้ากับชั้นเปลี่ยนผ่านหรือชั้นกาว แต่ในทั้งสองกรณี ชั้นเพิ่มเติมนั้นแทรกแซงการนำความร้อนของเพชรอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งขัดขวางการผสมผสานข้อดีที่สำคัญของเพชร GaN ในการวิจัยล่าสุด นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสาธารณะโอซาก้าประสบความสำเร็จในการผลิตทรานซิสเตอร์การเคลื่อนที่แบบอิเล็กตรอนสูง GaN โดยใช้เพชรเป็นสารตั้งต้น ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของเทคโนโลยีใหม่นี้มากกว่าสองเท่าของทรานซิสเตอร์ที่มีรูปร่างคล้ายกันซึ่งผลิตบนพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC)

เพื่อเพิ่มการนำความร้อนสูงของเพชรให้สูงสุด นักวิจัยได้รวมชั้นของลูกบาศก์ซิลิคอนคาร์ไบด์ระหว่าง GaN และเพชร เทคโนโลยีนี้ช่วยลดความต้านทานความร้อนของอินเทอร์เฟซได้อย่างมาก และเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน เทคโนโลยีใหม่นี้มีศักยภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมาก และอาจปฏิวัติการพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและความถี่วิทยุด้วยการปรับปรุงความสามารถในการจัดการระบายความร้อน