【產通社，6月18日訊】布里斯托爾大學（Bristol University）的一個團隊開發(fā)了SLCFET，這是一種突破性的晶體管結構，利用GaN材料中的鎖存效應來提高速度和功率，推進6G的未來。

自動駕駛汽車可以消除交通堵塞，在不離開家的情況下立即獲得醫(yī)療診斷，或者感受到整個大陸親人的觸摸，這聽起來像是科幻小說。然而，由于半導體技術的突破性進展，布里斯托爾大學領導并發(fā)表在《自然電子》雜志上的新研究可能會使這些可能性更接近現(xiàn)實。

這些未來概念依賴于比當前網絡允許的速度更快的通信和傳輸大量數據的能力。為了支持這一點，物理學家開發(fā)了一種創(chuàng)新的方法來加快許多用戶之間的數據傳輸，有可能在全球范圍內進行。


創(chuàng)新帶來無限可能


在未來十年內，以前幾乎不可想象的技術將會廣泛應用于改變人類的各種體驗。可能的好處也是深遠的，包括遠程診斷和手術的醫(yī)療保健的進步，虛擬教室，甚至虛擬假日旅游。此外，先進的駕駛輔助系統(tǒng)在改善道路安全和工業(yè)自動化以提高效率方面有很大的潛力�？赡艿�6G應用不勝枚舉，極限僅僅是人類的想象力。

創(chuàng)新半導體發(fā)現(xiàn)有助于推動這些發(fā)展的速度和規(guī)模。人們普遍認為，從5G到6G需要半導體技術、電路、系統(tǒng)和相關算法的重大升級。例如，所涉及的關鍵半導體組件——由氮化鎵(GaN)材料制成的射頻放大器——必須變得更快，產生更多功率，并以更高的可靠性運行。


釋放下一代放大器的能量


國際科學家和工程師團隊測試了一種新的架構，該架構顯著提升了GaN放大器的性能。這一突破是通過發(fā)現(xiàn)GaN中的閂鎖效應實現(xiàn)的，這導致了射頻器件性能的重大改善。這些下一代設備使用平行通道，需要100納米以下的側鰭——一種控制流經設備的電流的晶體管。

共同首席作者、布里斯托爾大學榮譽副研究員Akhil Shaji博士解釋說:“我們與合作者一起試驗了一種設備技術，稱為超晶格城堡場效應晶體管(SLCFETs)，其中1000多個寬度低于100納米的鰭有助于驅動電流。雖然SLCFETs在相當于75千兆赫-110千兆赫的W波段頻率范圍內表現(xiàn)出最高的性能，但其背后的物理機制卻不為人知。

研究人員需要通過同時使用超精密電子測量和光學顯微鏡來精確定位這種效應發(fā)生的位置，以便進一步研究和理解。在分析了1000多個魚鰭后，研究結果將這種影響定位到最寬的魚鰭。

Kuball教授也是皇家工程院新興技術主席，他補充說:“我們還使用模擬器開發(fā)了一個3D模型來進一步驗證我們的觀察。下一個挑戰(zhàn)是研究實際應用中閂鎖效應的可靠性。該設備經過長時間的嚴格測試，表明它對設備的可靠性或性能沒有不利影響。

“我們發(fā)現(xiàn)驅動這種可靠性的一個關鍵方面是每個鰭片周圍的一薄層電介質涂層。但主要的收獲是顯而易見的——閂鎖效應可以用于無數的實際應用，這可能有助于在未來幾年以許多不同的方式改變人們的生活�！�


展望未來的應用


這項工作的下一步包括進一步提高設備能夠提供的功率密度，以便它們能夠提供更高的性能，服務于更廣泛的受眾。行業(yè)合作伙伴也將把這種下一代設備推向商業(yè)市場。

布里斯托爾大學的研究人員在改善各種不同應用和設置的電氣性能和效率方面處于領先地位。

Kuball教授領導著設備溫度記錄和可靠性中心(CDTR ),該中心正在為網絡零點以及通信和雷達技術開發(fā)下一代半導體電子設備。它還致力于利用寬帶隙和超寬帶隙半導體改善器件的熱管理、電氣性能和可靠性。

查詢進一步信息，請訪問官方網站https://scitechdaily.com/new-semiconductor-technology-could-supercharge-6g-delivery/，以及DOI: 10.1038/s41928-025-01391-5。（Robin Zhang，產通數造）