Gyémántból készült félvezetők válthatják fel a szilícium-alapú áramköröket

A japán kormány jövőre olyan kutatási projektet indít el, amelynek keretében gyémántból készült félvezetők kifejlesztéséhez szükséges technológiákat fejlesztenek ki. A gazdasági, kereskedelmi és ipari minisztérium által támogatott projekt várhatóan évekig húzódik majd, de a kormány már az első évben 6 milliárd dollárt költ a kutatásra.

Hideyo Okushi, a Japán Tudományos Technológiai Intézet vezető kutatója rámutatott, hogy a gyémántból készült félvezetők lényegesen nagyobb feszültséggel működhetnek és sokkal magasabb hőmérsékleten is üzemképesek maradhatnak, mint a szilíciumchipet. Okushi szerint a gyémánt-félvezetők akár 1000 Celius fokos hőmérsékleten is használhatók, így olyan helyeken is alkalmazni lehet azokat, ahol a szilíciumchipek már károsodnának, például robbanómotorokban.

A gyémánt további kedvező tulajdonsága, hogy akár 200 voltos feszültséggel működő félvezető is építhető a segítségével. Ennek eredményeképp nagyfeszültségű alkatrészek is előállíthatók, amelyek kisebbek lehetnek, mint a jelenleg használatos szilícium-alapú megoldások. Okushi elmondta, hogy jelenleg a nagyfeszültségű berendezésekben sok szilícium-alapú félvezetőt alkalmaznak, ezért a készülékek nagy méretűek.

A gyémánt különösen jól használható lenne lapos kijelzők gyártásánál, ugyanis egy gyémánt-alapú elektródából lényegesen több elektron sugározhatna, ráadásul a készülék élettartama akár kétszerese is lehet a jelenleg használt szilíciumelektródás megoldásoknak.

Kedvező tulajdonságai ellenére a gyémánt az elkövetkező 20 év során aligha kap jelentős szerepet a félvezetőgyártásban, ugyanis egyfelől rendkívül drága, másrészt pedig nem vezeti túl jól az áramot, ezért a kutatóknak előszöt megfelelő szennyező anyagokat kell felfedezniük vagy kifejleszteniük, amelyek segítségével a gyémánt jó vezetővé válhat.

Okushi kutatási területe egy olan 235 nanométeres hullámhosszúságú ultraviola lézer, amely segítségével még a jelenleginél is lényegesen nagyobb adatsűrűségű optikai adattároló eszközök lesznek készíthetők.