Прорыв в полупроводниках приближает эпоху 6G: исследователи выявили «эффект фиксатора» в нитриде галлия

Международная группа инженеров и ученых обнаружила метод существенно улучшить производительность полупроводников, базирующихся на нитриде галлия (GaN). Эти инновации становятся особенно значимыми в рамках подготовки к шестому поколению мобильной связи — 6G.

Переход от 5G к 6G предусматривает значительное увеличение скорости передачи данных, критически важное для технологий, таких как автономный транспорт, иммерсивная виртуальная реальность и моментальная медицинская диагностика. Это требует устройств, способных обрабатывать большие объемы информации на высоких частотах.

Исследователи предложили новую конструкцию радиочастотных усилителей на основе нитрида галлия. Основой этого достижения стал инновационный «эффект фиксатора» — ранее не известное физическое явление, которое обеспечивает стабильное управление током на высоких частотах.

Команда протестировала особый вид транзисторов — полевые транзисторы с эффектом сверхрешетки (SLCFET), направляющие ток через более чем тысячу наноребер шириной менее 100 нанометров. Эти компоненты продемонстрировали рекордную производительность в W-диапазоне (75–110 ГГц) — частотах, где будут функционировать сети 6G.

«Мы выявили совершенно новый физический эффект в структуре GaN, что открыло возможности для стабильной и высокочастотной работы устройств», — отметил профессор Мартин Кубалл из Университета Бристоля, один из авторов исследования.

Дальнейшие исследования позволили локализовать точку возникновения эффекта фиксатора и разработать 3D-модель, чтобы подтвердить теоретические расчёты. Во время долгосрочного тестирования устройство показало не только высокую производительность, но и устойчивость к нагрузкам — никаких признаков деградации выявлено не было.

Ключевым фактором стабильности оказалось тонкое диэлектрическое покрытие вокруг каждого наноребра, которое обеспечивает равномерное распределение электрического поля.

Этот фундаментальный прорыв ведет к созданию энергоэффективных, многофункциональных чипов следующего поколения — основ для будущих вычислительных технологий, квантовых систем и, безусловно, сетей 6G.

Источник: iXBT