海军研究实验室 氮化镓基共振隧穿二极管的简化视图
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海军研究实验室电子科学技术部及其性能特点
NRL的研究人员预计，这一RTD将使技术超越5G，并创造了一个过程，提供约90%的制造产量
信用:泰勒·格鲁登的NRL图形
研究物理学家大卫·斯托和电气工程师泰勒·格鲁登都在美国
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海军研究实验室开发了一种新的氮化镓基电子元件，称为共振隧穿二极管(RTD)，其性能超过了5G的预期速度
第五代网络技术现在刚刚开始在美国推广
斯托和格鲁登的电子元件二极管研究结果发表在2020年3月19日的学术期刊《应用物理快报》上
“我们的工作表明氮化镓基室温硫化并不像其他人认为的那样慢，”格劳登说
“它们在频率和输出功率方面与不同材料的室温硫化产品相比都很好
" 二极管利用一种叫做量子隧穿的现象，使得电子的传输速度极快
在这种隧穿过程中，电子利用其既能作为粒子又能作为波的能力，通过穿过物理屏障来产生电流
Storm和Growden设计的氮化镓基二极管显示出创纪录的电流输出和开关速度，使毫米波区域和太赫兹频率需要电磁学的应用成为可能
这样的应用可以包括通信、网络和传感
该团队开发了一种可重复的工艺，将二极管产量提高到约90%；以前的典型收益率在20%左右
研究物理学家大卫·斯托和美国国家研究委员会博士后研究员泰勒·格鲁登
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华盛顿的海军研究实验室及其开发氮化镓基半导体的分子束外延系统
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，2020年3月10日
斯托姆和格鲁登在《应用物理快报》上发表了他们对氮化镓半导体材料的研究，显示出高产量和高性能，非常适合高频和大功率电子器件
信用:U
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乔纳森·斯特芬的海军照片 斯托说，实现高产量的可操作隧道器件可能很困难，因为它们需要原子级的尖锐界面，并且对许多散射和泄漏源非常敏感
样品制备、均匀生长和每一步的可控制造过程是二极管在芯片上获得满意结果的关键因素
“到目前为止，从制造业的角度来看，氮化镓很难使用，”斯托说
“我不想这么说，但我们的高产量就像从木头上掉下来一样简单，这在很大程度上归功于我们的设计
" 斯托姆和格鲁登表示，他们致力于继续完善他们的RTD设计，以提高目前的产量，同时不损失电力潜力
他们与俄亥俄州立大学、赖特州立大学的同事以及行业合作伙伴一起完成了他们的工作
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