Diagrama simples do diodo de tunelamento ressonante à base de nitreto de gálio.

Laboratório de pesquisa naval dos EUA descobre diodos eletrônicos que alegam exceder as velocidades de 5G

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br


Os pesquisadores, David Storm, físico de pesquisa, e Tyler Growden, engenheiro elétrico e pesquisador de pós-doutorado do Conselho Nacional de Pesquisa (NRC) – afirmam que desenvolveram um diodo de tunelamento ressonante (RTD), que exibe níveis de desempenho sem precedentes, como a velocidade que excede o de 5G.

A dupla publicou sua pesquisa na Applied Physics Letters. Ele descreve a medição direta da equipe de velocidades recordes de comutação rápida nos RTDs GaN / AlN.

Aproveitando o tunelamento quântico

Diz-se que os diodos permitem o transporte extremamente rápido de elétrons para tirar proveito do tunelamento quântico.

O tunelamento quântico, que já havia sido apontado como uma rota para eletrônicos menores e mais rápidos, é um fenômeno da mecânica quântica em que a probabilidade de uma partícula subatômica desaparece de um lado de uma barreira em potencial e reaparece no outro lado sem que nenhuma corrente de probabilidade apareça dentro do poço.

Diagrama simples do diodo de tunelamento ressonante à base de nitreto de gálio.

Um diagrama simples do diodo ressonante baseado em nitreto de gálio desenvolvido pelos pesquisadores do NRL. Imagem creditada a Tyler Growden

Novas descobertas relacionadas à função RTD

O efeito da mecânica quântica significa que as partículas têm uma probabilidade finita de atravessar uma barreira energética, embora a energia da partícula seja menor que a barreira energética. Em essência, o tunelamento quântico mostra que as partículas que não deveriam atravessar uma barreira – de fato passam por uma barreira.

Leia Também  Design de luz e PCB: o futuro das interconexões ópticas é brilhante
cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br

Nesse tunelamento, os elétrons criam uma corrente movendo-se através de barreiras físicas, aproveitando sua capacidade de se comportar como partículas e ondas. “Nosso trabalho mostrou que os RTDs baseados em nitreto de gálio não são inerentemente lentos, como outros sugeriram” Growden disse. “Eles se comparam bem em frequência e potência de saída aos RTDs de diferentes materiais”.

Saídas de corrente ‘Record’ e velocidades de comutação

Segundo os pesquisadores, seu design para diodos baseados em GaN foi capaz de exibir “gravar” as saídas atuais e as velocidades de comutação. Essas velocidades de comutação podem permitir o desenvolvimento de aplicativos em trocas, eletrônicos de alta potência e comunicações, redes e envios de próxima geração que exigirão eletromagnetismo na região de ondas milimétricas e frequências em terahertz.

As medições realizadas em centenas de dispositivos de tamanhos variados revelaram um rendimento de cerca de 90%. Por outro lado, os rendimentos típicos variam em torno de 20%.

Em comunicado divulgado pelo Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA, Storm disse: “Alcançar um alto rendimento de dispositivos operacionais de tunelamento pode ser difícil porque requer interfaces nítidas no nível atômico e é muito sensível a muitas fontes de dispersão e vazamento”.

Para alcançar alto rendimento e resultados satisfatórios em um chip, a preparação da amostra, o crescimento uniforme e um processo de fabricação controlado foram fundamentais. “Até agora, era difícil trabalhar com nitreto de gálio da perspectiva da fabricação” Storm acrescentou.

A dupla planeja continuar aperfeiçoando seu projeto de RTD para melhorar sua produção atual, mantendo o potencial de energia.

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br