麻省理工学院发现超级半导体在900华氏度下存活48小时

氮化镓被誉为下一代半导体，未来有可能取代硅，但对这种材料的研究仍处于初级阶段。

因此，麻省理工学院（MIT）及其他美国研究机构的研究人员决定将其推向新的高度，并在900华氏度以上的温度下测试它。

人类对太阳系行星的探索一直集中在远离太阳的行星。例如，金星的温度极其高，可以瞬间融化铅，我们的航天器在那儿也无法存活片刻。

即使研究人员发送一个具有耐热外壳的航天器，基于硅的车载电子设备也会在极端温度下失效，使整个任务毫无意义。

作为一种材料，氮化镓已知能承受超过900华氏度（500摄氏度）的温度，但科学家们并不清楚用这种材料开发的电子设备在超过硅制设备的572华氏度（300摄氏度）的操作极限下会表现如何。

步步为营的方法

“晶体管是现代电子设备的核心，但我们不想直接跳到制造氮化镓晶体管，因为可能会出很多问题，”麻省理工学院电气工程与计算机科学（EECS）研究生约翰·尼鲁拉说，他参与了这项工作。

“我们首先想确保材料和接触点能够存活，并了解它们在温度升高时会发生怎样的变化，”尼鲁拉在新闻发布会上解释道。欧姆接触是半导体与外界连接的方式。

为了研究温度对欧姆接触的影响，研究人员将接触点置于932华氏度（500摄氏度）的温度下连续48小时。

他们发现，这些接触点在高温暴露后结构依然完好，这对未来开发高性能晶体管来说是一个积极的信号。

理解阻力

尽管氮化镓被誉为下一代半导体，科学家们仍需几十年的研究才能使其像硅一样广泛应用。例如，研究人员对其阻力知之甚少。

首先，氮化镓的阻力与其尺寸成反比。虽然这可以解决，但半导体还必须与其他电子设备连接，从而带来其阻力。被称为接触阻力，这在设备中保持不变，过高会使设备效率低下。

为了更好地理解氮化镓设备中的接触阻力，麻省理工学院的研究人员构建了传输长度方法结构，其中包括一系列电阻器，可以测量接触和材料的阻力。

在与莱斯大学的合作中，研究人员将这些结构放置在达到932华氏度（500摄氏度）的热平台上，并测量其阻力。

在麻省理工学院，研究团队进行了更长期的实验，将这些结构置于专门的炉子中72小时，以确定阻力随温度和时间的变化。电子显微镜被用来观察高温对材料和欧姆接触的影响。

研究人员发现，即使在高温下，接触阻力也保持不变。48小时后，材料开始退化。