Forskare vid Åbo akademi har gjort ett stort genombrott inom kraftelektronik genom att plocka upp metoder som ansågs fruktlösa för 15 år sedan. De upptäckte då en mikroskopisk mekanism som gör det möjligt för galliumnitridhalvledare att överföra stora mängder el i elektroniska enheter.
Galliumnitrid är en kemisk förening som används i halvledare inom konsumentelektronik, i alltifrån LED-lampor till spelkonsoler. För att vara användbar i enheter som processar betydligt mer energi än i hemelektronik måste galliumnitrid manipuleras på atomnivå. Det är här berylliumatomer kommer in i bilden.
I slutet av 1990-talet gjordes försök med berylliumatomer som ”dopningsmedel” i stället för att den gängse metoden att använda magnesium för att överföra energi med hög kapacitet i LED-lampor. Experimenten misslyckades och därmed försvann intresset för experiment med beryllium.
Nu har forskarna i Finland med hjälp av framsteg inom datorsimuleringstekniker lyckats visa att beryllium faktiskt kan göra nytta i galliumnitrid.
– Det finns en växande efterfrågan på halvledare av galliumnitrid i kraftelektronikindustrin. För att göra elektroniska enheter som kan processa den stora mängden kraft som krävs i exempelvis elbilar behövs strukturer baserade på storskaliga halvisoleringshalvledare med egenskaper som möjliggör minimala elförluster och samtidigt sprider ut värmen effektivt. Att tillsätta beryllium i galliumnitrid eller ”dopa” det med beryllium har visat sig löftesrikt, säger professor Filip Tuomisto vid Åbo akademi i ett pressmeddelande.