Muitas das tecnologias com as quais confiamos, de smartphones a dispositivos vestíveis e muito mais, utilizar comunicações sem fio rápidas. O que poderíamos realizar se esses dispositivos transmitissem informações ainda mais rápido?

Isso é o que Yuping Zeng, professor assistente de engenharia elétrica e da computação na Universidade de Delaware, pretende descobrir. Ela e uma equipe de pesquisadores criaram recentemente um transistor de alta mobilidade de elétrons, um dispositivo que amplifica e controla a corrente elétrica, usando nitreto de gálio (GaN) com nitreto de alumínio e índio como barreira em um substrato de silício. Eles descreveram seus resultados no jornal Física Aplicada Express .

Entre os dispositivos desse tipo, O transistor de Zeng tem propriedades de definição de registro, incluindo registro de baixa corrente de fuga de porta (uma medida de perda de corrente), uma relação de corrente alta / desligada recorde (a magnitude da diferença de corrente transmitida entre o estado ligado e desligado) e uma frequência de corte de ganho de alta corrente recorde (uma indicação de quantos dados podem ser transmitidos com uma ampla gama de frequências) .

Este transistor pode ser útil para sistemas de comunicação sem fio de largura de banda maior. Para uma dada corrente, ele pode suportar mais voltagem e exigiria menos bateria do que outros dispositivos desse tipo.

"Estamos fazendo este transistor de alta velocidade porque queremos expandir a largura de banda das comunicações sem fio, e isso nos dará mais informações por um certo tempo limitado, "disse Zeng." Ele também pode ser usado para aplicações espaciais porque o transistor de nitreto de gálio que usamos é resistente à radiação, e também é um amplo material bandgap, para que possa tolerar muito poder. "

Este transistor representa inovação em design de material e design de aplicação de dispositivo. Os transistores são feitos em um substrato de silício de baixo custo, "e este processo também pode ser compatível com a tecnologia de semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) de silício, que é a tecnologia convencional usada para semicondutores, "disse Zeng.

O transistor descrito no artigo recente foi apenas o primeiro de muitos que viriam.

"Estamos tentando continuar a quebrar nosso próprio recorde, tanto para a aplicação de baixa potência quanto para a aplicação de alta velocidade, "disse Zeng. A equipe também planeja usar seus transistores para fazer amplificadores de potência que podem ser particularmente úteis para comunicações sem fio, bem como outras internet das coisas.

O grupo de Zeng também está trabalhando em transistores de óxido de titânio que são transparentes e podem ser usados ​​para telas de backplane, competindo com a tecnologia para transistores de óxido de índio-gálio-zinco (InGaZnO) usados ​​comercialmente.

Dennis Prather, Professor Ex-aluno de Engenharia de Engenharia Elétrica e de Computação, foi co-autor do artigo Applied Physics Express.

"Com a era do 5G chegando, é muito emocionante ver os transistores de configuração de registro do Professor Zeng como uma contribuição importante para este campo, "ele disse." Sua pesquisa é mundialmente conhecida e o Departamento de Educação Infantil tem muita sorte de tê-la em seu corpo docente. Para este fim, 5G está inaugurando uma onda de novas tecnologias em quase todos os aspectos das comunicações móveis e redes sem fio, ter o departamento de ECE da UD na vanguarda, com a excelente pesquisa do Professor Zeng, é realmente uma coisa maravilhosa. "