Eletrônica de diamante funciona a quase 400º C

Redação do Site Inovação Tecnológica -  02/05/2018

A equipe desenvolveu uma técnica que permite fazer uma interface entre vários óxidos semicondutores e os diamantes.[Imagem: Jiangwei Liu et al. - 10.1109/LED.2017.2702744]

Eletrônica de potência com diamante

No ano passado, uma equipe do Japão construiu o primeiro chip feito com transistores de diamante.

Chips de diamante são promissores para aplicações em eletrônica de potência e em ambientes extremos, como no espaço ou em equipamentos no interior de usinas e fábricas. Por exemplo, quando os geradores de turbinas eólicas e painéis solares transferem sua energia para a rede, quase 10% da energia é perdida somente nos sistemas de conversão, porque a eletrônica de silício não é muito eficiente para lidar com altas potências.

Agora, Jiangwei Liu e sua equipe construíram um circuito chave da eletrônica de potência usando seus transistores de diamante hidrogenado. O circuito funcionou plenamente na faixa dos 300º C - ele só parou de funcionar a quase exatos 400º C. Para comparação, um circuito atual, feito com componentes de silício, parou de funcionar a 150º C.

O circuito testado - uma porta lógica NOR - também é largamente usado em computadores e outros aparelhos.

Com os dados do experimento, a equipe afirma que irá trabalhar nos óxidos isolantes usados nos componentes de diamante, que parecem ser o elo fraco do circuito - foi neles que ocorreu a falha que fez o circuito parar de funcionar.

O objetivo é chegar a circuitos capazes de operar com até 2.000 volts a 500º C, antes de partir para a viabilização da fabricação em escala industrial.

"O diamante é um dos materiais semicondutores candidatos para a próxima geração da eletrônica, especificamente para melhorar a economia de energia. É claro que, para alcançar a industrialização, é essencial desenvolver pastilhas de diamante com dimensões de polegadas e outros circuitos integrados baseados em diamante," ressaltou Yasuo Koide, membro da equipe.

• Transistores de diamante levam eletrônica de potência além do silício

Bibliografia:

Annealing effects on hydrogenated diamond NOR logic circuits
Jiangwei Liu, Hirotaka Oosato, Meiyong Liao, Masataka Imura, Eiichiro Watanabe, Yasuo Koide
Applied Physics Letters
DOI: 10.1063/1.5022590