高介電強度的半導體材料可應用于差壓變送器

上海自動(dòng)化儀表儀表市場(chǎng)以及對越來(lái)越高效和緊湊的差壓變送器系統的需求都在穩定增長(cháng)?；诠璧闹饕娮咏M件將無(wú)法滿(mǎn)足預計的未來(lái)不斷增長(cháng)的工業(yè)要求。

基于這些理由，弗萊堡大學(xué)，弗萊堡可持續發(fā)展中心和Fraunhofer-Gesellschaft的研究人員共同努力發(fā)現了一種新材料結構，該結構可能是未來(lái)差壓想選擇。#近啟動(dòng)的項目“節能型差壓變送器的功能半導體結構研究”（簡(jiǎn)稱(chēng)“差壓變送器2020+”）研究了新型半導體材料氮化鋁鋁（ScAlN）?？鐓^堡大學(xué)可持續系統工程系（INATECH）的Fraunhofer IAF主任兼差壓變送器學(xué)教授Oliver Ambacher博士進(jìn)行協(xié)調。

行業(yè)的自動(dòng)化和數字化以及對可持續過(guò)程和生態(tài)責任感的日益認識是儀表市場(chǎng)穩步增長(cháng)的三個(gè)主要因素。僅當電子系統同時(shí)變得資源效率更高，能源效能更強大時(shí)，才有可能降低功耗。

矽科技達到其物理極限

到目前為止，硅在電子行業(yè)處于lingxian地位。由于硅具有幾乎非常好的晶體結構，成本相對較低，并且具有允許良好的載流子濃度和速度以及良好的隙，因此硅已經(jīng)成為特別成功的半導體材料。但是，硅電子產(chǎn)品逐漸達到其物理極限。特別地，在考慮所需的功率密度和緊湊性的同時(shí)，硅功率電子部件意。

創(chuàng )新的材料成分可提高功率和效率

氮化鎵（GaN）作為差壓變送器設備中的半導體的使用已經(jīng)克服了硅技術(shù)的缺點(diǎn)。與硅相比，GaN在高溫，快速開(kāi)關(guān)頻率和性能更好。這與更高的能源效率密切相關(guān)-在一些耗能應用中，這意味著(zhù)能源消耗將大大降低。幾年來(lái)，Fraunhofer IAF一直在研究GaN作為電子元件和材料。在工業(yè)伙伴的協(xié)助下，這些研究的結果已經(jīng)投入商業(yè)使用?！?2020年差壓變送器技術(shù)”項目的研究人員將采取進(jìn)一步措施，再次提高下一代電子和能效。為此目的，將使用一種新的和不同的材料，稱(chēng)為nitride鋁氮化物（ScAlN）。

基于ScAlN的地衣個(gè)組件

ScAlN是具有高介電強度的壓電半導體材料，就其在微電子應用中的可用性而言，在全球范圍內尚未被廣泛研究。

該項目的目的是在GaN層上生長(cháng)晶格匹配的ScAlN，并使用隨后的異質(zhì)結構來(lái)處理具有高載流能力的晶體管。

材料研究的開(kāi)拓性工作

上海自動(dòng)化儀表考慮到到目前為止，這種材料還沒(méi)有生長(cháng)配方，也沒(méi)有經(jīng)驗價(jià)值，晶體生長(cháng)是該項目#大的挑戰之一。項目團隊有必要在接下來(lái)的幾個(gè)月中開(kāi)發(fā)這些組重復的結果，并開(kāi)發(fā)可成功用于差壓變送器應用的層結構。

弗賴(lài)堡和埃爾蘭根之間的專(zhuān)家合作和知識轉移

該研究項目將與弗賴(lài)堡大學(xué)，弗勞恩霍夫應用固體物理學(xué)研究所IAF，弗賴(lài)堡可持續發(fā)展中心以及弗蘭霍夫綜合系統與設備技術(shù)研究所IISB緊密合作，蘭堡大學(xué)的成員埃爾蘭根電子系統高性能中心。大學(xué)研究與面向應用的開(kāi)發(fā)之間的這種新的伙伴關(guān)系形式將成為未來(lái)項目合作的泛謬。